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一秒跨越一光年,利用愛因斯坦蟲洞,人類未來能遨遊宇宙嗎?

2024-08-05科學

物理學家始終致力於探尋宇宙規律,並力圖使這些規律服務於人類,然而科學並非無所不能,當下尚有諸多宇宙規律未能被人類加以利用。

【最典型的就是真空光速】

19 世紀末的以太實驗表明,光速恒定且無法超越,真空光速為每秒 30 萬公裏,此乃宇宙之定則。無論是太陽之光,還是我們用於相互交流的電磁波,皆僅能以每秒 30 萬公裏的速度行進。該速度一秒可繞地球 7.5 圈,然而於宇宙之中,光速仿若龜行,全然無法使我們得見宇宙的即時情狀。

受光速限制,我們所見到的太陽乃是8分20秒前的太陽,哈伯與韋伯望遠鏡所觀測到的宇宙亦為過去之宇宙。尤為關鍵的是,於光速限制之下,即便未來人類文明研制出光速飛船,在地球之人眼中,飛船抵達半人馬座比鄰星需4年,橫穿整個銀河系需10萬年,抵達仙女座星系則需254萬年。

故而,不管是在科幻創作領域,還是現實的科學領域,均曾多次構想過超光速的方案,尤以一秒可穿越一光年的設想為甚。

【目前來看有兩個辦法能實作】

其一為一百多年前愛因斯坦廣義相對論內的時空折疊,以當下之言可稱其為蟲洞,其基本原理頗為簡易:在廣義相對論對我們宇宙的描述中,宇宙是一個充斥彈性、可被質素任意扭曲的時空,故而遠方恒星所發出的光在途經太陽周邊時會產生偏折,也正因如此,宇宙中才會存在黑洞,現今的重力透鏡乃至重力波,均為宇宙時空可受質素影響的憑據。

於時空可被扭曲之時,蟲洞技術旨在使宇宙中相距若幹光年的星系或星球,借由時空扭曲之法使其彼此無限趨近,並構建出一條可供通行的隧道。此過程恰似將一張紙對折後戳出一個孔洞,如此一來,二維紙面上相距甚遠的兩點,便可在紙張折疊之際於三維空間中無限接近,進而透過孔洞相互連通。

【然而現實中的蟲洞並不容易生成】

故而當下我們的宇宙過於寒冷,近乎絕對零度的背景溫度致使宇宙時空極為穩固。除黑洞這一特殊天體可使時空扭曲形成凹陷外,其余所有天體皆難以對時空結構產生影響。因而若要生成蟲洞,我們起碼需具備制造達至黑洞級別時空扭曲的能力。

天文學家認為,宇宙大爆炸初始之際,宇宙時空的溫度頗高,那時的整個時空猶如燒開水時的狀態般沸騰,而蟲洞恰似沸騰過程中開水內隨機形成且短暫連線的氣泡。其後,伴隨宇宙的降溫,氣泡皆已消散,蟲洞亦喪失了其存在的根基。

量子物理學家指出,盡管宏觀層面的蟲洞已無存在依據,然而在量子範疇內,蟲洞仍有存在的可能,此理論其後還被套用於漫威電影中,蟻人正是借助量子世界的蟲洞實作了穿越時空回到過去。

【總體來看】

蟲洞作為一項可真正達成一秒跨越一光年的技術,盡管當下實作的可能性極為微小,然而伴隨未來科技,特別是理論物理學的發展,我們或許確實能夠構建蟲洞,從而在宇宙間自如往來。