物理學家說他們已經想出太空船能如何穿越蟲洞的方法!

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一個實體,像是一個人或一艘太空船,理論上可以在黑洞中心穿越蟲洞,而且物理學家認為甚至可能可以進出在另一端的宇宙。

邏輯延伸的星際地區是什麼樣子,那裡是氣候變遷摧毀地球的災難之後,太空人試著要找到的另一個宇宙。假如一張椅子、一位科學家和一艘太空船到達黑洞的球面蟲洞裡,物理學家已經塑造出會發生什麼事。

來自葡萄牙里斯本大學(University of Lisbon in Portugal)的小組成員之一Diego Rubiera-Garcia說:「我們所做的是重新考慮一個基礎問題,重力和時空底層結構之間的關係。」

「實際上,我們放掉一個約束廣義相對論的假設。但是沒有一個先驗理由(priori reason),讓它約束這個理論的延伸。」

所以,讓我們先往後退一步,並且詳細檢查一些基本知識。根據愛因斯坦的廣義相對論,奇異點(singularity)位於黑洞的中心,在這一點的重力是最強烈的,而且時間和空間停止作用

看:什麼是蟲洞

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假如一個物體接近黑洞的事件視界(event horizon),由於重力的極端潮汐力遊戲於黑洞裡,它會在一個方向被壓碎,而在另一個方向被拉長。如果物體維持不受到傷害的時間夠久,讓它到達黑洞的中心,它將會是無限的細長:基本上,它會被義大利麵化的面目全非(spaghettified beyond recognition)。

物理學家一直和黑洞中心假設的一個奇異點廝混了好幾年,因為任何的可能性在理論上都行得通,直到我們能實際證明它存在。

在今年稍早,來自英國劍橋大學的物理學家,爭論著沒有理由為什麼奇異點一定要在黑洞裡。他們認為在一個5度或更高維度的宇宙裡(對我們來說是不可能的),一個不受制於事件視界的’赤裸(naked)’奇異點可能存在。

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當然,就我們目前了解的物理定律如何統治我們的宇宙而言,這代表著很重大的事件,因為它基本上需要愛因斯坦的廣義相對論是錯的。

回朔到一月,小組成員Saran Tunyasuvunakool說:「如果赤裸的奇異點存在,廣義相對論會失效。然而,如果廣義相對論失效,它會把事情搞得一團糟,因為它將不再有任何預測功效,它可能不再被考慮為一個單獨的理論來解釋宇宙。」

如果你覺得你是在黑洞裡,不要放棄,會有一個出口的。

愛因斯坦是錯的,這也不是不可能。史帝芬霍金在廣義相對論出現與黑洞的量子力學牴觸這方面,已經持續爭論了幾十年,一個被稱為訊息悖論(information paradox)的問題。

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所以,廣義相對論規定的假設,不是一成不變的。來自Rubiera-Garcia小組的新研究,爭論著如果你把奇異點從黑洞移走,取代你在黑洞中心得到的,是一個有限尺度的蟲洞。

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於是,如果讓不同的物體(一張椅子、一位科學家和一艘太空船)在事件視界後面,並且進入蟲洞,他們明白會發生什麼事。這些物體會被認為是’觀察者(observers)’。

他們塑造這些觀察者成為被物理或化學交互作用所連接的點集成,在物體沿著測地線(geodesic line)行進的時候,把每一件東西抓在一起。測地線只不過是在時空裡,自由落體沿著它行進的路徑。

Rubiera-Garcia說:「每一個觀察者的粒子沿著被重力場決定的測地線行進。每一個測地線感受到些許不同的重力,但物體成分間的交互作用可能仍然支撐著物體。」

發表於古典和量子重力(Classical and Quantum Gravity)期刊,藉由光線在物體兩處的來回,所花的時間總是有限,研究人員展示這個測地線。

這意味著有限的力,不管有多強,在一個實體穿越蟲洞時,可以補償接近蟲洞以及在蟲洞內重力場的衝擊。

他們解釋:「因此,物體不同部位將依然建立物理或化學交互作用,因果關係依舊是一直應用在蟲洞入口的兩端。」

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所以,當廣義相對論預測一個物體在接近黑洞時,將會沿著一個方向被壓碎,而在另一個方向無限延伸。如果我們假設黑洞中心是一個半徑有限大的蟲洞,這個物體就只能被壓碎成蟲洞那樣的大小。

這意味著根據Rubiera-Garcia的假設,一個物體可以在穿越蟲洞的行程中存活,並且從另一端出來,而且可能到另一個宇宙。在技術上是不會受到傷害的,但它會被壓碎到有限度蟲洞的大小,至少它不是完全被摧毀,對吧?

Rubiera-Garcia和他的小組在一篇觀點文章中譏諷:「對於一個理論物理學家,觀察者痛苦的經歷是可接受的(甚至可以考慮為實驗家工作的一部分),但完全毀滅是不可接受的。」

在我們想出如何真的看見黑洞之前,所有這一切將完美保存,並且如實地在純假設的領域。但我們正開始在領會,黑洞可能不是我們所想的可怕的、消滅存在的死亡陷阱。

如同霍金在2015年8月一項會議上所說有關訊息悖論的解決方法:「這場演講的信息是,黑洞並不是像它們被畫的一樣黑,它們不是一度被認為的永久監獄…如果你覺得你是在黑洞裡,不要放棄,會有方法出去的。」

來源: Futurism