虫洞是如何形成的_虫洞的形成原因(2)
虫洞是如何形成的_虫洞的形成原因
虫洞来源
虫洞理论
虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候，通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉，它就是一种特定的虫洞。
自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。
虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。
虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。理论推出的虫洞还有许多特性，限于篇幅，这里不再赘述。
总之，对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。
宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙，宇宙项是必须的，而且，在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。那么，为何宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明：在爆炸以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。
即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。
物理学家一直认为，虫洞的引力过大，会毁灭所有进入它的东西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假设宇宙中有虫洞这种物质存在，那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端(入口)，那你就会于12：00从虫洞的另一端(出口)出来。
虫洞(Wormhole)，又称爱因斯坦-罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。
虫洞的理论基础
虫洞有几种说法：
一是空间中的隧道，它就像一个球体，你要是沿球面走就远了。但如果你走的是球里的一条直径就近了，虫洞就是直径!
二是黑洞与白洞的联系。黑洞可以产生一个势阱，白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的，将势阱看作第四维，那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像，它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞，瓶身和瓶颈的交界处是白洞，瓶颈是虫洞!
三是你说的时间隧道，根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行，但你只能看，就像看电影，却无法改变发生的事情，因为时间是线性的，事件就是一个个珠子已经穿好，你无法改变珠子也无法调动顺序!
讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上，讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷，事情会变的更复杂。特别的是，你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是，旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞!
白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是，一个时空区域，除了虫洞本身，完全和在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离，甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去，这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说，它们听起来很酷。
但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前，你因该知道两件事。首先，虫洞几乎不存在。正如上面说到白洞时，只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的，当黑洞由普通物质坍塌形成(包括认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个，你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点，那是你唯一可去的地方!
还有，即使形成了一个虫洞，它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。
在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后，理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解，都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞，也是史瓦西的后代。
虫洞在史瓦西解中第一次出现，是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因坦的思想实验，发现时空可以不是平坦的，而是弯曲的。在这种情况下，会十分惊奇的发现，如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。
自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇!
先来看一个虫洞的经典作用：连接黑洞和白洞，成为一个爱因斯坦——罗森桥，将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在，并且被辐射出去。
虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具，它还在宇宙的正常时空中出现，成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。
虫洞没有视界，它有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接，但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切，在虫洞的问题中，它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切，在这里时空曲率不是无限大。因而可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力所摧毁。
天体物理学家认为虫洞是一种天然的时间机器，维持虫洞的开放可以使回到过去或者进入未来，当然还没证据显示宇宙中存在“宏观虫洞，
天体物理学家称虫洞可能是一种天然的时间机器，虽然超越虫洞的行为从没有出现过，而且虫洞本身是否真实存在也没有直接证据证实，只是根据爱因斯坦的广义相对论预言对这一奇特的时空进行研究。时间机器只在科幻片中出现，事件逆着时间箭头方向前进几乎不可能发生，但是爱因斯坦的时空理论允许时间旅行，相对论中预言的某些特定时空可以使时间倒退，通过时空弯曲将两个遥远的空间连接在一起，使得三维空间的旅行变得非常迅速数万光年的旅程会被大大压缩。
天体物理学家埃里克·戴维斯认为如果能维持一个虫洞的连续开放，就可以回到过去或者进入未来世界，但是虫洞在哪儿?还没有发现虫洞在现实宇宙中存在的证据，如果虫洞确实存在，那么可能连一个人也装不下更何况是一艘飞船。对此，物理学家们提出了一种被称为“封闭类时曲线”的理论，暗示时间机器是可以被制造出来。利用虫洞穿越时空可以满足光速上限论的要求，超光速运行实际上就时空扭曲的结果，通过高度扭曲时空达到超光速的效果。
按照科学家的研究，维持一个虫洞的连续开放需要大量的“奇异外来物质”，这种物质对其知之甚少其中将涉及到量子理论，而广义相对论无法解释这些奇异物质。天体物理学家罗伯特·欧文认为物体在进入虫洞试图进行时间旅行时，会有多种物理定律限制其工作，似乎是自然界的某种机制将虫洞关闭。根据量子理论，维持虫洞的时间机器可能导致大量的能量聚集，最终会“摧毁”虫洞，因此必须在虫洞关闭之前完成时间旅行在研究虫洞之前，科学家们需要花时间去处理广义相对论和量子理论之间的问题，新的理论将作为时间旅行的基础
虫洞的相关理论
“虫洞”就在四周
物理学家霍金拍摄一部有关宇宙的纪录片时指出，要进入未来大概有两种方法，第一就是通过所谓的“虫洞”。霍金强调，虫洞就在四周，只是小到肉眼很难看见，它们存在于空间与时间的裂缝中。如同在3度空间中，时间也有细微的裂缝，而比分子、原子还细小的空间则被命名为“量子泡沫”，虫洞就存在于其中。不过，霍金表示，这些隧道小到人类无法穿越，但有朝一日也许能够抓住一个虫洞，再将它无限放大，或许将来也可以建造一个巨大的虫洞。
霍金指出，理论上时光隧道或虫洞不但能带着人类前往其他行星，如果虫洞两端位于同一位置，且以时间而非距离间隔，那么太空船即可飞入，飞出后仍然接近地球，只是进入所谓“遥远的过去”。不过霍金也指出，时光机不能回到过去，因为回到过去违反了基本的因果论。
另外，霍金还说，如果科学家能够建造速度接近光速的太空船，那么太空船必然会因为不能违反光速是最大速限的法则，而导致舱内的时间变慢，那么飞行一个星期就等于是地面上的100年，也就相当于飞进未来。
近光速飞行
历史上最快的有人驾驶飞行器，是“阿波罗十号”。它达到每小时25000英里。但若想在时间中旅行，必须再快2000多倍。需要一部足以携带大量燃料的庞大机器。飞船会不断加速，在一周内，它就可以到达外行星。两年后，它可以达到半光速，飞出太阳系。再两年后它将达到光速的90%，远离地球约三十万亿英里。发射四年后，飞船就会开始穿越未来。飞船上每度过一小时，地球上将度过两小时。
再经过两年开足马力的旅行，飞船将达到其最高速，也即光速的99%。在这种速度中，飞船上的一天，等于地球上的一年。这时，的飞船就真正飞入未来了。
其他物理学家支持霍金的理论，包括曼彻斯特大学粒子物理学教授布赖恩科克斯。科克斯说：“当用大型强子对撞机把粒子加速，达到光速的99%，粒子经历的时间，以的时间的七千分之一速率消逝。太空中的数十年，在地球上可能已过去了250万年。”
但遗憾的是，有关虫洞的论述还未被实验证实。
银河系中央超大黑洞可能是个虫洞
在银河系中央存在恐怖的超大质量黑洞，这是一种质量庞大的天体，至少可达到数百万倍太阳质量，但科学家最近提出了一个设想，认为银河系中央的超大质量黑洞可能是一个虫洞，如果有更高级的文明存在，那么它们就会利用这个虫洞进行星际旅行，甚至是回到过去。银河系中央的黑洞被命名为人马座A*，其在吞噬物质的过程中释放出强大的射电波，质量接近太阳质量的4百万倍左右，目前我们对这个黑洞的了解并不多，但它确实是存在的。
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