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原作:JoannaWendel
翻译:申振宇
校对:王茸杨宜修
审阅:牧夫校对组
美编:徐玖坤
后台:胡永葳
“根据爱因斯坦的相对论,虫洞可能会像透镜一样放大远处的物体。如果虫洞确实存在,这种现象或许是帮助我们找到它的关键。”
穿越时空隧道的虫洞想象图
来源:Getty
年1月19日《物理评论D》(PhysicalReviewD)期刊上发表的一篇论文表明,虫洞可以将远处物体的光线放大10万倍,而这或许是帮助我们找到它的关键。
理论上,虫洞呈漏斗状,并且可以作为传送门。通过它,物质(如:太空飞船)就可以进行远距离航行。为了做思想实验,你可以假设整个宇宙是张纸,如果你的起点是这张纸顶部的一个点,终点是其底部的一个点,那么当你把纸张折叠,从而让两个点重叠,就会出现虫洞。如此一来,你就可以通过虫洞瞬间穿过整张纸,而不需要绕着整张纸的周长再走一遍。
虽然虫洞从未被证实真实存在,但物理学家从未放弃。几十年来,物理学家一直尝试通过理论去构造这种独特事物的外观,以及描述其可能表现出的行为。在这篇新论文中,研究人员建立了一种带电的球形虫洞模型,用来观测虫洞对附近空间的影响。这项研究或许可以证明,通过观测虫洞周边的空间效应,就可以间接证明虫洞存在。
研究人员的模型表明,如果虫洞存在,那么质量和引力一定极大,从而能引发爱因斯坦广义相对论描述的一种现象:在超大物体周围时,由于引力作用,会让一切经过其附近的事物路径都发生改变,包括经过附近的光,也会有一定角度的弯曲。从地球的角度来看,这种弯曲后的光线汇聚在地球,将会使该超大物体背后的任何事物都放大,如同变成了一个放大镜,这种现象也被称为微引力透镜。科学家经常利用这种原理,使用大型天体,如星系或黑洞,去观测及其遥远的物体,如早期宇宙的星系和恒星。
在论文中,研究人员认为虫洞和黑洞类似,质量和引力都足够大,从而可以像放大镜一样放大两者身后遥远的物体。
湖南吉首大学的物理学家刘磊华是这项工作的主要研究者,他表示,虫洞对时空的扭曲作用会极其巨大,而这种扭曲作用,将来有可能被我们检测到。
同时,他指出虫洞和黑洞放大物体的方式不同,这也使得科学家可以区分两者。例如,通过模拟模型可以发现,黑洞的微引力透镜会使背后的物体产生4个镜像,而虫洞的微引力透镜则会产生3个镜像,其中有两个暗淡的成像和一个明亮的成像。
然而,美国德克萨斯大学未参与该研究的物理学家安德烈·卡奇也提出了担忧。由于星系,黑洞或恒星等天体也可能产生微引力透镜效应,因此在没有明显线索的情况下,找出虫洞将会是艰难的任务。
想区别由虫洞产生的微引力透镜效应和其他超大物体产生的透镜效应,就像在一场摇滚乐中识别出某人柔和的嗓音一样困难。不过,本文作者还是提供了一种有趣的理论方法去识别虫洞。虽然这些还无法在现实中实现,但都可以成为我们未来的工作方向。
目前而言,虫洞还是严格意义上的理论产物,但研究人员相信,该模型有朝一日可以被验证,这也将是大多数物理学家的梦想。
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