蟲洞

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蟲洞在二維環境的模擬
另一種蟲洞在二維環境的模擬

蟲洞(Wormhole),或譯作蛀孔蠹孔[1],又稱愛因斯坦-羅森橋,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1916年奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出的概念[2],1930年代由愛因斯坦納森·羅森在研究引力場方程時假設,認為透過蟲洞可以做瞬時間的空間轉移或者做時間旅行。迄今為止,科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據,一般認為這是由於很難和黑洞相區別。

為了與其他種類的蟲洞進行區分,例如量子態的量子蟲洞及弦論上的蟲洞,一般通俗所稱之「蟲洞」應被稱為「時空蟲洞」,量子態的量子蟲洞一般被稱為「微型蟲洞」,兩者有很大的區分。

黑洞有一個特性,就是會在另一邊得到所謂的「鏡射宇宙」。愛因斯坦並不重視這個解,因為我們根本不可能通行。於是,連接兩個宇宙的「愛因斯坦—羅森橋」(Einstein—Rosen bridge)被認為只是個數學伎倆。

但是,在1963年時,紐西蘭的數學家羅伊·克爾的研究發現,假設任何崩潰的恆星都會旋轉,則形成黑洞時,將會成為動態黑洞;史瓦西的靜態黑洞並不是最佳的物理解法。然而,實際上恆星會變成扁平的結構,不會形成奇點。也就是說:重力場並非無限大。這使得我們得到了一個驚人的結論:如果我們將物體或太空船沿著旋轉黑洞的旋轉軸心發射進入,原則上,它可能可以熬過中心的重力場,並進入鏡射宇宙。如此一來,愛因斯坦—羅森橋就如同連接時空兩個區域的通道,也就是「蟲洞」。

理論上,蟲洞是連結白洞黑洞的多維空間隧道,是無處不在,但轉瞬即逝的。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開。也有人假設如果存在一種叫做幻影物質(Phantom matter)的奇異物質的話,因為其同時具有負能量和負質量,因此能創造排斥效應以防止蟲洞關閉。這種奇異物質會使發生偏轉,成為發現蟲洞的信號。但是這些理論存在過多未經測試的假設,很難令人信服[2]

量子糾纏[編輯]

洛倫茲蟲洞(史瓦西蟲洞)的電腦繪圖。

將兩個黑洞糾纏在一起,然後再將它們分離,就可製成一個蟲洞連結在它們之間(基本而言,一條捷徑)。類似地從弦理論來檢視,糾纏兩個夸克也會有同樣的作用。[3][4]

這些理論結果為一些新理論提供支持。這些新理論表明,引力與它的物理性質不是基礎的,而是來自於量子糾纏。雖然量子力學正確地描述在微觀層次的相互作用,它尚未能夠解釋引力。量子引力理論應該能夠演示出古典引力不是基礎的,就如同阿爾伯特·愛因斯坦所提議,而是從更基礎的量子現象產生。[3]

施溫格效應(Schwinger effect)從真空生成的糾纏粒子對,處於電場的作用下,可以被捕獲,不讓它們湮滅回真空。這些被捕獲的粒子相互糾纏,可以映射到四維空間(一種時空的表現)。與之不同,物理學者認為,引力存在於第五維,按照愛因斯坦的定律,將時空彎曲與變形。[3]

根據全息原理(holographic principle),所有在第五維的事件可以變換為在其它四維的事件,[5]因此,在糾纏粒子被生成的同時,蟲洞也被生成。更基礎地,這論述建議,引力與它彎曲時空的能力來自於量子糾纏。[3]

參考文獻[編輯]

外部連結[編輯]