穿越时空、打开另一个世界的大门
【菜科解读】
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请接上篇——《虫洞谜团——黑洞、虫洞、白洞的分别 》
稳定而可穿行的虫洞
一个可穿行的虫洞应该满足下面几个条件:
1虫洞是稳定的是怎么回事？或者至少可以存在很长时问是怎么回事？而不能像史瓦西虫洞那样是怎么回事？还没等物质传过去是怎么回事？它就关闭了;
2虫洞内部不含有事件视界是怎么回事？这样物质才可以自由地双向穿行;
3穿过虫洞得在有限时间内完成。
另外是怎么回事？如果人要驾驶宇宙飞船穿过虫洞是怎么回事？虫洞内部潮汐力的加速度得足够小是怎么回事？至少得小于人体所能承受的加速度 大约相当于重力加速度的10倍。
1988年是怎么回事？索恩和他的学生麦克·莫里斯详细地探讨了这种虫洞。
根据爱因斯坦的引力方程是怎么回事？他们发现这种虫洞如果存在的话是怎么回事？其内部必须存在平均能量密度为负数的物质 下面把它称为“奇异物质”。
这种奇异物质并不是十分的古怪是怎么回事？事实上我们在实验室中就可以产生它。
例如是怎么回事？真空中彼此平行的两片金属板之间将会存在一种吸引力。
因为真空并不是真的空是怎么回事？而是充满了能量的涨落。
能量的涨落会产生虚粒子是怎么回事？不过金属板之间只能装下特定波长的虚粒子是怎么回事？这样就会导致金属板之间的真空能量比其他正常空间里的能量低。
真空是平均能量为零的空间是怎么回事？这样金属板的空间就是平均能量为负的空间了。
金属板之间的物质就可以认为是具有负能量的奇异物质。
如果这样的奇异物质贯穿到虫洞之中是怎么回事？虫洞就有足够的时间保持开放状态让物质通过。
虽然我们可以利用金属板之间产生一些奇异物质是怎么回事？但那是十分稀少的。
而要撑开虫洞是怎么回事？则需要很多奇异物质。
撑开一个半径为1厘米的虫洞是怎么回事？需要相当于一个地球质量的奇异物质;撑开一个半径为1千米的虫洞是怎么回事？需要相当于一个太阳质量的奇异物质;撑开一个半径为1光年的虫洞是怎么回事？需要大约银河系发光物质总质量100倍的奇异物质。
另外是怎么回事？如果能让一艘载人宇宙飞船穿过的话是怎么回事？虫洞内部的潮汐力引起的加速度不能太大。
经过计算发现是怎么回事？人类能承受的虫洞是怎么回事？其半径至少要大于1光年。
我们完全不知道如何产生那么多的奇异物质。
看来是怎么回事？利用奇异物质来打开虫洞并进行星际旅行是怎么回事？难度很大。
不过换一个角度来想是怎么回事？可穿行的虫洞真的必须要有奇异物质吗?
在2002年是怎么回事？一些物理学家发现是怎么回事？高斯一波涅引力理论下的虫洞可以不需要奇异物质就可以保持打开状态是怎么回事？甚至它可以不需要任何物质就可以保持打开。
高斯一波涅引力理论本来是一种把高维空间加人到广义相对论中的理论是怎么回事？它把我们的世界描述为一个四维时空的岛是怎么回事？或者一种“膜”是怎么回事？漂浮在更高维的时空中。
而虫洞则可以把不同的“膜”世界连接起来是怎么回事？而且它不需要任何物质就可以稳定地存在。
如果这种微小的虫洞诞生在宇宙早期的话是怎么回事？那么它很有可能会因宇宙的暴胀 宇宙诞生之后所经历的一种剧烈的膨胀而变得足够大是怎么回事？直到天文学尺度。
从虫洞里回到过去
虫洞不仅可以快速到达宇宙另一个区域是怎么回事？或者是另一个宇宙是怎么回事？而且它还可以用来作为时间机器回到过去。
例如是怎么回事？一个洞口如果相对另一个洞口高速运动时是怎么回事？虫洞就会变成时间机器。
根据相对论引起的效应是怎么回事？两个洞口的时间将会不一样是怎么回事？这样你就可以穿过虫洞回到过去。
下面来举个例子说明。
一个人在地球上制造了一个虫洞是怎么回事？他把一个洞口放在他家里是怎么回事？另一个洞口放在一个宇宙飞船上。
他可以带着这个洞口坐着飞船去宇宙溜达一圈回到地球。
根据相对论我们知道是怎么回事？跑得越快是怎么回事？时间流逝得越慢是怎么回事？所以对于他来说这个过程可能只过了12个小时是怎么回事？但是地球上却已经过了10年。
那时他的家可能不复存在了。
但他如果从飞船的虫洞望过去是怎么回事？会发现洞口另一端仍是那个他刚离开时的地球。
所以他完全可以爬进虫洞是怎么回事？回到10年前的地球是怎么回事？也就是说他可以利用虫洞回到过去! 不过我们也注意到是怎么回事？他是无法回到虫洞制造以前的时刻是怎么回事？所以他不可能回到第二次世界大战前干掉幼年的希特勒。
所以说虫洞在某些情况下是可以成为时间机器的是怎么回事？它可以制造出一个可返回到过去的时问圈。
时间圈的正式名称叫做封闭类时曲线是怎么回事？而虫洞则是能产生封闭类时曲线的一种。
时间旅行的悖论
接下来面对的问题是是怎么回事？宇宙允许时间机器存在吗?一个很显然的问题是是怎么回事？任何物体穿过可回到过去的虫洞后是怎么回事？会不可幸免地破坏因果关系并产生悖论。
例如著名的“祖父悖论”:有人穿过虫洞回到过去杀掉自己的祖父是怎么回事？从而阻止了自己之后的出生是怎么回事？这样自己就从来没有出生子因此也就无法回到过去杀掉自己的祖父。
不过祖父悖论还存在着一个问题是怎么回事？那就是人是否真的具有自由意志:当作一个人是怎么回事？我有没有决定自己命运的能力?当我回到过去时是怎么回事？真的有能力杀掉自己的祖父?当我准备举刀刺向祖父时是怎么回事？会不会有一种无形的力量阻止我这么做呢?
自由意志问题是怎么回事？本来比时间机器更加令人困惑。
所以为了幸免这样的问题是怎么回事？我们可以去研究由非生命物体所产生的悖论是怎么回事？然后尝试来解决这个悖论。
消除悖论的假想实验
例如考虑一个台球从某个地点进人虫洞的一个入口是怎么回事？回到过去并从另一个洞口飞出是怎么回事？然后正好撞到原本的自己是怎么回事？使得原本的台球改变了方向是怎么回事？从而使它无法进人虫洞然后回来打到自己。
这种情况与祖父悖论类似是怎么回事？都是回到过去改变了古代是怎么回事？并产生逻辑不通的问题。
怎么解决这种问题呢?本来很简单是怎么回事？如果我们能找到一种逻辑自洽 即根据逻辑推理可证明自身存在的合理性是怎么回事？并且不会产生矛盾和错误的结果是怎么回事？并满足一切的物理定律是怎么回事？就可以消除这种悖论。
注意到台球是经典的物体是怎么回事？它有着确定的位置和速度是怎么回事？所以台球只需要满足经典物理学定律。
索恩和他的学生在1988年详细探讨了这种台球问题。
经过一番努力是怎么回事？他们发现在初始条件不变的情况下是怎么回事？确实存在满足经典物理学定律的并且逻辑自洽的结果。
具体地说是怎么回事？这个台球还是按照原本的路线飞向虫洞的一个洞口是怎么回事？不过会在途中被另一个台球轻微地撞到 我们之后会看到它是这个台球未来的自己是怎么回事？然后路线将会出现轻微的偏离是怎么回事？它进人虫洞回到过去并从另一个洞口飞出是怎么回事？因为它的路线已经出现轻微的偏离是怎么回事？所以它并不会像上面的例子那样猛烈地撞到原本的自己是怎么回事？而是轻微地撞到。
这种过程就是完全逻辑自洽的是怎么回事？悖论消除了。
需要注意的是是怎么回事？这里轻微地碰撞具体有两种情况是怎么回事？一个是碰撞原本的台球一边是怎么回事？另一个是碰撞原本的台球另一边。
也就是说存在两种逻辑自洽的轨道。
这是一个令人震惊的结果。
因为在没有时间机器的宇宙中是怎么回事？初始条件不变的情况下是怎么回事？根据经典物理理论是怎么回事？台球运动的轨道有且只有一种轨道。
而时间机器的出现打破了这种经典物理学中的确定性。
另外是怎么回事？在某些其他的初始条件下是怎么回事？时问机器还可以使得台球具有无限多个不同的轨道是怎么回事？而不只是两种。
那么这意味着什么?如果你了解量子力学的话是怎么回事？那么这就不足为奇了。
量子力学与经典物理学大为不同是怎么回事？在相同的初始条件下是怎么回事？它会得出要所要发生事情的概率是怎么回事？而不是确定的事情。
如果用量子力学的眼光来看前面的台球实验是怎么回事？那么台球开始飞向虫洞时是怎么回事？它将有一定的概率选择其中的一条轨道是怎么回事？有一定的概率选择另一条轨道。
如果你做一次台球实验是怎么回事？只能得到其中的一个结果。
多次做实验就会发现是怎么回事？一些球会选择其中的一条轨道是怎么回事？一些球会选择另一条轨道。
看样子悖论好像可以消除是怎么回事？那么宇宙中真的会允许虫洞变成时间机器吗?
我们知道描述引力的广义相对论与量子力学是不兼容的是怎么回事？不过可以使用一些半经典的办法来研究引力
这是一个令人震惊的结果。
因为在没有时间机器的宇宙中是怎么回事？初始条件不变的情况下是怎么回事？根据经典物理理的一些量子效应。
索恩等一些物理学家发现是怎么回事？如果把量子效应考虑进去的话是怎么回事？就会发现是怎么回事？在虫洞在形成时间机器的瞬间是怎么回事？总会有一束真空涨落反复地穿过它是怎么回事？最后真空涨落变得异常强烈是怎么回事？从而破坏掉虫洞是怎么回事？来阻止时间机器的形成。
斯蒂芬·宇宙怪才霍金把这种阻止时间机器形成的机制称为“时序保护猜想”。
时序保护猜想会阻止任何形式的时问机器 包括虫洞的形成。
多世界中的虫洞
那么虫洞真的不能变成时间机器吗?别急是怎么回事？还有一种办法可以挽救。
1991年英国物理学家大卫·多伊奇提出是怎么回事？可以利用多世界诊释的观点是怎么回事？来拯救时间机器。
其中是怎么回事？多世界诊释是一种有别于传统的诊释量子力学的理论。
传统的量子诠释认为在测量之前是怎么回事？一个微观粒子可以同时处在各种状态是怎么回事？这种状态称为叠加态是怎么回事？物理学家可以用称之为波函数的工具来描述。
你一旦进行测量是怎么回事？叠加态就会被破坏是怎么回事？粒子就会变为唯一的一种状态。
而多世界诊释认为是怎么回事？一个粒子在任什么时候候都处在叠加态之中是怎么回事？粒子的每一状态都处在多个子世界中的一个。
在测量前是怎么回事？这些子世界彼此能影响对方是怎么回事？所以我们能观测到它处在叠加态。
一旦进行测量是怎么回事？每个子世界就会变得彼此不相干了是怎么回事？无法感知对方是怎么回事？所以你只能看到一个结果是怎么回事？但粒子仍然处在叠加态之中。
多世界诠释不仅适用于微观粒子是怎么回事？事实上任何事物都是如此。
比如你选择去买哪种水果来吃是怎么回事？你就会产生许多个彼此不相干的子世界。
你在这个子世界中选择了苹果是怎么回事？你在那个子世界中选择了香蕉。
你只能感知其中的一个子世界是怎么回事？无法感知其他的子世界。
除了那些微观粒子的子世界可以彼此感知是怎么回事？其余的子世界是不通的。
你从来就没有看到过另一个子世界中的你。
那么我们真的就不能进人另一个子世界了?
多伊奇指出是怎么回事？虫洞成为时间机器之后是怎么回事？连接的并不是同一个世界是怎么回事？而是不同的子世界。
这样你穿越虫洞回到的是另一个子世界是怎么回事？那里可能与我们的世界大为不同是怎么回事？可能小行星并未撞击地球是怎么回事？三角龙仍是世界主宰是怎么回事？或者可能德国纳粹首先研制出原子弹等等。
多伊奇发现是怎么回事？穿越虫洞回到另一个子世界的好处是是怎么回事？不仅祖父悖论不会出现是怎么回事？而且那个真空涨落也不会在虫洞里变得异常之大。
可以说是怎么回事？虫洞也许可以打开通往另一个世界的大门。
但是是怎么回事？虫洞在今天仍是一个理论名词是怎么回事？要找到一个或者创造一个虫洞去通向另一个世界是怎么回事？人类还有很长的路要走。
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