虫洞
 | 此條目需要擴充。 (2017年7月11日) |
蟲洞（英語：wormhole）[1]，又稱愛因斯坦-羅森橋（英語：Einstein—Rosen bridge），是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。蟲洞是1916年奥地利物理学家路德维希·弗莱姆（Ludwig Flamm）首次提出的概念[2]，1930年代由爱因斯坦及納森·羅森在研究引力场方程时假设黑洞与白洞透过虫洞连接，认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。迄今为止，科学家们还没有观察到虫洞存在的证据，一般认为这是由于很难和黑洞相区别。
為了與其他種類的蟲洞進行區分，例如量子態的量子虫洞及弦論上的虫洞，一般通俗所稱之「蟲洞」應被稱為「時空洞」，量子態的量子虫洞一般被稱為「微型虫洞」，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」。但是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」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」。
理论上，虫洞是连结白洞和黑洞的多维空间隧道是无处不在、但转瞬即逝的。不过有人假想一种奇异物质可以使虫洞保持张开。也有人假设如果存在一种叫做幻影物质（Phantom matter）的奇异物质的话，因为其同时具有负能量和负质量，因此能创造排斥效应以防止虫洞关闭。这种奇异物质会使光发生偏转，成为发现虫洞的訊号。但是这些理论存在过多未经测试的假设，很难令人信服[2]。
ER=EPR
根據ER=EPR猜測，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纠缠。[3]
參考文獻
- ^ 《何謂蛀孔》，國立交通大學官方網站[永久失效連結]
- ^ 2.0 2.1 Henry Gomm. Finding the door to a parallel universe. eurekalert. 30-Jan-2008 [2008-02-01].
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 You can't get entangled without a wormhole: Physicist finds entanglement instantly gives rise to a wormhole. Sciencedaily.com. 2013-12-05 [2013-12-09]. doi:10.1103/PhysRevLett.111.211603.
- ^ Sonner, Julian. Holographic Schwinger effect and the geometry of entanglement (PDF). Physical Review Letters. 2013, 111 (21) [2014-02-09]. doi:10.1103/PhysRevLett.111.211603. （原始内容存档 (PDF)于2019-07-01）.
- ^ 'Holographic Duality' Hints at Hidden Subatomic World - Wired Science. Wired.com. 2013-07-03 [2013-12-09].
- ^ Flight through a Wormhole. 2008-03-13 [2008-09-04]. （原始内容存档于2008-04-14） （英语）.
- DeBenedictis, Andrew and Das, A. On a General Class of Wormhole Geometries. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Dzhunushaliev, Vladimir. Strings in the Einstein's paradigm of matter. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Einstein, Albert and Rosen, Nathan. The Particle Problem in the General Theory of Relativity. Physical Review 48, 73 (1935).
- Fuller, Robert W. and Wheeler, John A.. Causality and Multiply-Connected Space-Time. Physical Review 128, 919 (1962).
- Garattini, Remo. How Spacetime Foam modifies the brick wall. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- González-Díaz, Pedro F. Quantum time machine. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- González-Díaz, Pedro F. Ringholes and closed timelike curves. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Khatsymosky, Vladimir M. Towards possibility of self-maintained vacuum traversable wormhole. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Krasnikov, Serguei. Counter example to a quantum inequality. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Krasnikov, Serguei. The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2016-01-26）.
- Li, Li-Xin. Two Open Universes Connected by a Wormhole: Exact Solutions. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Morris, Michael S., Thorne, Kip S., and Yurtsever, Ulvi. Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition. Physical Review Letters 61, 1446–1449 (1988).
- Morris, Michael S. and Thorne, Kip S.. Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity[永久失效連結]. American Journal of Physics 56, 395-412 (1988).
- Nandi, Kamal K. and Zhang, Yuan-Zhong. A Quantum Constraint for the Physical Viability of Classical Traversable Lorentzian Wormholes. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-07-02）.
- Ori, Amos. A new time-machine model with compact vacuum core. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2014-09-13）.
- Roman, Thomas, A. Some Thoughts on Energy Conditions and Wormholes. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Teo, Edward. Rotating traversable wormholes. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- Visser, Matt. The quantum physics of chronology protection by Matt Visser.. arXiv eprint server. [2005-08-12]. （原始内容存档于2013-09-21）. An excellent and more concise review.
- Visser, Matt. Traversable wormholes: Some simple examples. Physical Review D 39, 3182–3184 (1989).
外部連結
- 香港太空館：甚麼是“蟲洞”？
- 香港太空馆：黑洞：從幻想到現實
- Creating a Traversable Wormhole （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Mohammad Mansouryar
- What exactly is a 'wormhole'? answered by Richard F. Holman, William A. Hiscock and Matt Visser.
- Why wormholes? by Matt Visser.
- Wormholes in General Relativity by Soshichi Uchii.
- New Improved Wormholes by John G. Cramer
- White holes and Wormholes provides a very good description of Schwarzschild wormholes with graphics and animations, by Andrew J. S. Hamilton.
- Questions and Answers about Wormholes[永久失效連結] a comprehensive wormhole FAQ by Enrico Rodrigo.
- Wormhole on arxiv.org
- [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） - Information about the theory the Large Hadron Collider could create a small wormhole. Possibly making time travel into the past possible.
- animation that simulates traversing a wormhole （页面存档备份，存于互联网档案馆）
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||
