蟲洞解析 - 打破時空 | Kurzgesagt

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文字稿

如果你在現實看到一個蟲洞,他會是圓形,球狀,有點像是黑洞一樣。

光能透過蟲洞從另外一邊穿過來,給你一扇可以到達遠處的窗戶

一旦穿過蟲洞,進入另一側看那閃亮亮的圓形窗口中就是你原本的房間了

但是蟲洞是真的存在嗎?還是他們只是由物理跟數學偽裝出來的虛幻魔法呢?

如果它們存在又是如何運作的呢? 我們又要如何找到它們呢?

在人類大半歷史中

我們認為太空是一個單純讓宇宙萬物所有事件在之中發生的大舞台

哪怕移除了上面所有行星與恆星,仍有什麼被留了下來

那空蕩蕩的舞台就是太空,而它真的存在且永恆不變

但愛因斯坦的相對論改變了這個觀念

它將空間與時間結合起來,且宇宙的各處又不盡相同

空間上的物質會影響空間本身,可以伸展扭曲它

如果說以前的"舞台"就好比是不可移動的木板 那愛因斯坦的"舞台"就比較像水床

這類有彈性的空間可以被彎曲,甚至也許可以被撕裂再黏合起來

這就讓我們有可能做出蟲洞了

讓我們來看看它在平面上會像什麼樣子

我們把宇宙描述成一塊彎曲的大平板

蟲洞像是一座很短的橋,連接兩個很遙遠的地方 這讓你可以幾乎瞬間移動到別處

甚至讓你可以在宇宙中移動的比光速還要快

所以我們可以在哪裡找到蟲洞?

就目前為止 只能在紙上

廣義相對論只預言它可能存在,並不代表它就真的存在

廣義相對論是一套數學理論

它的方程式存在許多可能的解 但並非所有都能描述現實

但它在理論上是可行的,而且還有幾種不同的類型

愛因斯坦-羅森橋

第一種蟲洞理論叫做「愛因斯坦-羅森橋」

它描述 所有黑洞其實都是通往平行宇宙的一個入口

讓我們再次看看它在平面上像什麼樣子

時空是平坦的,但上面的物體會使之扭曲

如果我們壓縮那個物體,時空的扭曲就會加劇

最終,當時空的扭曲變得過大 就會變成黑洞

這一單向通道形成事件視界 所有東西都能進入其中,但沒有任何一個可以逃出來

掉入的東西將被永遠困在中心的奇異點當中

但也許,黑洞中心根本沒有奇點

一個可能的情況是,對面的事件視界看起來有點像我們的宇宙

但所有的一切都是鏡像的,而且時間是倒轉的

在我們的宇宙,所有一切墜入黑洞裡

在平行宇宙裡,由於時間是倒轉的 所有一切從鏡像黑洞噴出,有點類似大霹靂

鏡像黑洞被稱為「白洞」

不幸的是,你並不能夠穿越愛因斯坦-羅森橋

穿越到另一端需要花費近乎無窮的時間 而困在途中

如果你進入一個黑洞 你並不會從白洞中噴出

你只會死在裡頭

所以,想在眨眼間穿越宇宙 我們需要另一種類型的蟲洞

一個可通行的蟲洞

非常古典的弦理論蟲洞

如果弦論或是它其他分支對我們宇宙的描述是正確的

那我們的宇宙可能早就幸運地有了許許多多的蟲洞網路

在大霹靂後瞬間

量子漲落發生於宇宙中比原子還小的尺度下

可能會創造出許多可穿越的蟲洞

而穿過蟲洞的弦被稱作「宇宙弦」

在大霹靂後億萬分之一秒 這些微小的蟲洞就被拉開至光年級的距離

如果蟲洞真的是在早期宇宙中誕生的

不管是透過宇宙弦或是其他機制產生,它們可能到處都是

正等待著被我們發現

還可能比我們想像中還近呢

從外部看,黑洞跟蟲洞看起來可能很像

這使得一些物理學家猜測 在星系中心的超大質量黑洞可能就是個蟲洞

雖然前往銀河系中心尋找蟲洞相當的困難,但沒關係

有一種也是極其困難的方式能讓我們擁有蟲洞

我們可以試著做一個出來!

人造蟲洞

要可通行還要有用處,我們的蟲洞必須要有一些性能

第一,它必須真的連結時空中遙遠的兩地

像從你的臥室到浴室

或從地球到木星

第二,它不應該有任何阻礙雙向通行的事件視界

第三,它應該要有足夠的大小 才不會讓重力殺死旅行者

最大的問題在於,我們必須讓蟲洞保持開啟

不管我們用任何方法做出蟲洞,重力都會試圖關閉它

重力想要關閉它,截斷兩端的橋樑 只在終點留下黑洞

不管是通往我們宇宙別處的蟲洞 又或者是前往別的宇宙的蟲洞

重力都會試圖將它關閉,除非我們有辦法支撐它開啟

在古典弦理論下的蟲洞,那是宇宙弦的工作

對於人造蟲洞,我們需要別的機制

奇異物質(exotic matter)

它與我們在地球上找到的物質與反物質都不一樣

這是一種全新、不同以往的物質 它可能有著我們從未見過的瘋狂特性

奇異物質指的是具有負質量的物質

正質量物質像是人、行星以及所有的東西 都會因為重力相互吸引

但負質量物質會將你推開

它將產生一種反重力,就能讓我們的蟲洞保持開啟了

奇異物質能夠對時空間施加巨大的力量讓它保持開啟

其力量甚至能夠比中子星中心的壓力還大

有了奇異物質,我們就能任意編織時空了

我們也許已經有奇異物質的候選者了 – 太空的真空空間本身

在真空空間中的量子漲落經常製造成對的粒子與反粒子

只是他們都在瞬間就相互湮滅了

真空中總是有正反粒子相互消滅

所以我們可以操控它們產生類似負質量的效果了

我們可以用這個來穩定我們的蟲洞

一旦我們使它保持開啟,起點跟終點會重疊在一起

所以,我們必須將它們移到我們感興趣的地點

我們可以先從連接太陽系開始 讓每個蟲洞的一端都在地球軌道附近

我們將可自由穿越到深空

地球可能會是蟲洞中心

我們能用一個蟲洞便在光年間傳播巨大的星際人類文明

然而蟲洞也有黑暗的一面

儘管只是打開了一個蟲洞,都有可能從根本上打破宇宙的法則

像是產生時間旅行悖論這種違反宇宙因果結構的事件

許多科學家認為,這不僅代表著不可能製造出蟲洞

或許蟲洞本身就不可能存在

所以現在我們只知道蟲洞存在於我們的心中跟紙上的方程式裡

我們知道你想了解更多宇宙的結構

所以我們嘗試了些新東西

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