上个世纪为了探测远日行星,NASA发射了四颗星际飞船,可以飞越探测木星、土星、天王星和海王星,比较著名的便是旅行者一号。发射45年,旅行者目前已经距离地球亿公里,按照这个速度大约还需要1.76万年能飞出太阳系。
在它完成对远日行星的探测任务后向太阳系外飞去,受控掉转相机拍摄了一张内太阳系的合照,尤其是地球的照片看起来平淡无奇,但却成为二十世纪最著名的照片之一。在整张照片中,地球几乎达不到一像素。
这张照片也让人类意识到地球的渺小,而在地球上生存发展数百万年的人类文明的能力也是有限的。仅仅是太阳系的2-3光年范围,仅仅靠我们的科技手段,要想逃离太阳系都非常困难,几乎是不可能实现的。
人类要想走出太阳系甚至是更遥远的银河系,几乎只能通过一种办法,那便是“穿越时空”。在很多科幻书籍或者影视作品中我们都听过“虫洞”这个名词,简单来理解它就是帮助人们跨越时间和空间的手段。而虫洞不是科幻作品中被简单创造出来的名词,它有科学理论作为支撑,是理论上被认为真实存在的一道“时空之门”。
爱因斯坦的科学地位自然不用提了,上个世纪他提出的相对论也成为物理学的两大支柱之一,影响深远。尤其是广义相对论让我们见识到了一个与众不同的世界,它从本质上了诠释了万有引力,认为引力产生的原因是因为时空发生弯曲,而导致时空弯曲的正是物质所拥有的质量。
虫洞有一个正式的名字被称为“爱因斯坦-罗森桥”,从这个名字我们可以获得两个信息,首先是他的提出必然跟爱因斯坦和罗森有关部门,其次代表着它像桥梁一样联通了宇宙中本来相隔很远的两个点,跨越这座桥梁意味着穿越一段时空。
虫洞跟黑洞都是爱因斯坦广义相对论场方程的两个特殊解,只不过黑洞已经被发现确定存在,但是虫洞却一直都是理论上存在,现实生活中没有找到它们的踪影。
科学家认为在宇宙中可能还存在一种特殊天体,它们与黑洞概念完全相反,被称为白洞。黑洞的特点之一便是只进不出,无论是物质、能量还是信息,都无法从黑洞中逃脱;而白洞便是只出不进,目前科学家发现的一些距离我们较远,却时刻都在喷发能量的高能神秘天体就是白洞。
而连接黑洞和白洞之间的时空结构就是虫洞,跨过这条通道,就可以跨越时间和空间,实现在宇宙中零耗时间遨游。
近日,美国科学家组成的一个团队通过量子计算机创造出一个“虫洞”,当然这个虫洞跟我们的此前理解的引力虫洞不同,这个被创造出来的全息虫洞具有虫洞的性质。科学家创造出两个处于纠缠态的量子系统,同时把一个量子放入到其中一个量子系统,这时科学家在另外一个量子系统中测到了相关的信息,在这里就构成了一个二维时空的简化版虫洞。
这个被创造出的全息虫洞算是一种实验,也算是一种结合量子力学和广西相对论的尝试,通过它来穿越时空自然是不现实的。
但我们并不需要气馁,人类在未来如果想要飞出太阳系,并不一定需要虫洞,因为这个距离太近了,仅仅在2-3光年的直径,这也意味着人类要想飞出太阳系只需要飞行1光年左右的距离就可以。对于现在的人类来说并不容易,但是未来并不好说,通过特殊的能量利用方式,提供飞船的飞行速度,还是有可能的。
即使有一天科学家真的发现虫洞的存在,但要想借助于它来实现穿越时空,难度也非常大。科学家认为要想维持一个虫洞需要巨大的负能量,仅仅是半径1cm的虫洞就需要地球质量这么多负能物质!
但是要想让虫洞不把穿越的粒子给撕碎,它的直径必须要足够大,保证原子正常通过的直径要达到1光年,那么维持这样的虫洞,所需要的负能量是巨大的,或许把整个银河系炼化了都不够,更何况是想要让人跨越时空,非常不现实。但梦想总是要有的,万一未来真的可以实现哪?
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。