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《科学大问题》书摘

2017-07-31 19:59:04 来源:红网综合 作者: 编辑:王嫣

  穿过虫洞

  回到过去的一个可能的方法是穿过虫洞——两个空间之间一座假想的桥梁。想象一张纸片,如果你想从顶端走到底端,你可能认为需要走完一端到另一端的全部路程,但是如果你把这张纸对折起来,那么出发点和终点就重合了,这时你只需要在两端之间挖一个洞,走过纸张厚度的2倍距离,穿过这个洞就从一端到达另一端了。

  科学家们知道,巨大的质量会使空间弯曲,根据爱因斯坦著名的方程式E = mc 2(E 代表能量,m 代表质量,c 代表光速),能量和质量有关,这意味着能量也能够弯曲空间。物理学家猜想,巨大的质量可以让相距甚远的两个空间弯曲到能产生一个相似的捷径——虫洞。虫洞的开口处称为出口(入口),两口之间的通道是喉咙,那么虫洞就像是有着两张嘴巴和一个喉咙的怪物。

  人们至今尚未发现真正的虫洞,虽然科学家们相信随时都有微小的虫洞产生并转瞬即逝。在最小单位的层面上,比原子还小几百万倍,空间变得怪异,成了物理学家称之为“量子泡沫”的形式。这种泡沫与大自然有一个叫作“海森堡不确定性原理”的借贷合同,规定了想借多少能量就借多少,只要保持借来的能量与借用的时间相乘的结果始终一致。这意味着你可以长时间借用少量能量,或者短时间借用大量能量。然而一个短时间内的巨大能量才有能力产生一个极小的虫洞。

  问题是这些虫洞是“虚拟的”,因为不能拖欠巨大的能量“债务”,它们几乎是一出现就消失了。这种虫洞无法在空间旅行,更不要说时间旅行了,除非我们能替虫洞偿还“债务”。在未来,科技发展了,我们能够独立制造出一个这样的虫洞,然后给它灌注满满的能量,符合借贷合同的条款,这样我们就能穿过时光隧道,回到过去。甚至可能有办法给你自己送上一份圣诞礼物,然后看着你自己打开包装,完成这一壮举需要结合时间膨胀和虫洞理论。

  对于这么一个特别的圣诞节,我们可以大胆假设,比方说,到2100年,我们不但掌握了接近光速旅行的技术,而且还能够创造虫洞。虫洞的入口是地球,出口是位于4.2光年外离太阳最近的恒星,即比邻星。光是宇宙间运行速度最快的,如果按传统路线旅行,也需要至少4.2年时间。但是通过虫洞这一捷径,人类可以把距离缩短到几秒钟之内就完成旅行。

  2100年12月15日,一架宇宙飞船从地球起飞,以光速的99.5%进行一次往返5光年的太空旅行。附着在飞船背上的是虫洞的地球入口。由于飞船速度稍慢于光速,5光年的行程实际上需要5年零10天,虫洞入口于2105年的圣诞节那天回到地球,你立即跳了进去,那么你什么时间出会现在比邻星上?任何一个放在虫洞喉咙里的钟由于飞越空间都会经历时间膨胀,以光速的99.5%运行,在虫洞里只过去了6个月的时间,而从地球上的视角看,往返则需要5年。这意味着虫洞内的日期是2101年6月15日,在最初离开地球之后只过了6个月。因为虫洞的喉咙相对于比邻星的虫洞出口没有移动,那里的日期也是一样的。你在2105年的圣诞节进去,2101年6月15日出来,成为历史上第一个通过时间旅行回到过去的人。

  然后你跳进一艘宇宙飞船返回地球,走的是传统的没有虫洞的路线,速度为光速的99.5%。将近4年零3个月后,经过4.2光年的旅程你在2105年9月初回到地球。回来的时间比你跳进虫洞的时间早3个月,所以跳进虫洞前,你有充足的时间来挑选一件完美的圣诞礼物送给你自己。

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