德国物理学家称“可穿越虫洞”是可能的

虫洞在许多科幻电影中扮演着关键的角色–通常是作为空间中两个遥远点之间的捷径。然而,在物理学中,这些时空隧道一直是纯粹的假设。奥登堡大学的 Jose Luis Blázquez-Salcedo 博士领导的一个国际团队现在在科学杂志《物理评论快报》上提出了一个新的理论模型,使得微观虫洞看起来不像以前的理论那样牵强。

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虫洞和黑洞一样,出现在爱因斯坦 1916 年发表的广义相对论的方程中。爱因斯坦理论的一个重要假设是,宇宙有四个维度–三个空间维度和作为第四维度的时间。它们共同构成了所谓的时空,时空可以被巨大的天体(如恒星)拉伸和弯曲,就像橡胶板会被金属球沉入其中而弯曲一样。时空曲率决定了宇宙飞船和行星等物体,也决定了光在其中的运动方式。

Blázquez-Salcedo 说:“理论上,在没有大规模物体的情况下,时空也可以弯曲和弯曲。”Blázquez-Salcedo 后来转到西班牙马德里康普顿斯大学。在这种情况下,虫洞将是时空中的一个极度弯曲的区域,它类似于两个相互连接的漏斗,像隧道一样连接着空间中的两个遥远的点。“从数学的角度来看,这样的捷径是可能的,但从来没有人观察到真正的虫洞。”这位物理学家解释说。

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此外,这样的虫洞也是不稳定的。例如,如果一艘宇宙飞船飞入其中,它就会立即坍塌成一个黑洞–一个物质消失的物体,永远不会再出现。它与宇宙中其他地方的联系将被切断。以前的模型表明,保持虫洞开放的唯一方法是用一种奇异形式的物质,这种物质具有负质量,或者换句话说,它的重量比什么都轻,而且只存在于理论中。

然而,Blázquez-Salcedo 和他的同事,来自奥登堡大学的 Christian Knoll 博士和葡萄牙阿维罗大学的 Eugen Radu 在他们的模型中证明,没有这种物质,虫洞也可以穿越。

研究人员选择了一种比较简单的 “半经典 “方法。他们将相对论的元素与量子理论和经典电动力学理论的元素相结合。在他们的模型中,他们认为电子等某些基本粒子及其电荷是要通过虫洞的物质。作为一种数学描述,他们选择了狄拉克方程,根据量子理论和相对论,这个公式将粒子的概率密度函数描述为所谓的狄拉克场。

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正如物理学家在他们的研究报告中所说的那样,正是因为在他们的模型中加入了狄拉克场,才允许存在一个可被物质穿越的虫洞,但前提是虫洞的电荷和质量之比超过一定的极限。除了物质之外,信号–比如电磁波–也可以穿越时空中的微小隧道。该团队假设的微观虫洞可能不适合星际旅行。此外,该模型还必须进一步完善,才能发现这种不寻常的结构是否真的可以存在。“我们认为虫洞也可以存在于一个完整的模型中,”Blázquez-Salcedo 说。

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