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蟲洞理論存在的依據

生活 更新时间:2024-08-05 23:04:10

對于科幻小說的讀者們來說,蟲洞現象一定不陌生。蟲洞理論已經在時空理論中有具體的闡述,也即愛因斯坦-羅森橋,實質上是一種時空畸變。事實上除了蟲洞之外,有另外一種現象叫做量子糾纏,一些華盛頓大學和紐約石溪大學的物理學家們認為兩者之間有必然的聯系。

蟲洞理論存在的依據(量子糾纏現象又是什麼)1

圖解: EPR佯謬的思想實驗: 假設一個零自旋中性π介子衰變成一個電子與一個正電子,這兩個衰變産物各自朝着相反方向移動至區域A、B。由于量子糾纏,假若位于區域A的愛麗絲與位于區域B的鮑勃分别測量粒子沿着同樣軸向的自旋,則愛麗絲會測得上旋若且為若鮑勃會測得下旋,愛麗絲會測得下旋若且為若鮑勃會測得上旋.

量子糾纏是我們所處的世界上最難解釋的現象之一,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。這種現象發生于一對粒子或一群粒子受到多種作用的時候,此時它們呈現出一個整體的特性,如果改變其中一個粒子的量子态,就可以立即确定另外一個粒子的量子态,無論這個粒子是距離幾納米還是遠在宇宙的另一邊。不僅如此,幾乎所有物質都能發生量子糾纏,小到最小的粒子,大到質量和體積都比太陽超很多倍的黑洞。

蟲洞理論存在的依據(量子糾纏現象又是什麼)2

圖解: 照射激光束于偏硼酸鋇晶體,會因第二型自發參量下轉換機制,在兩個圓錐面交集的兩條直線之處,制備出很多偏振相互垂直的糾纏光子對。

這些科學家的理論研究對象隻是兩個量子尺度的黑洞的糾纏,為了避免過多的數學理論,可以這樣簡單地說,兩個黑洞将被時空中一個足夠大的蟲洞連接起來,通過這個蟲洞,兩個物體的量子态将被統一起來。由于黑洞會吸收所有它周圍的的物質和輻射,這種蟲洞不能用于宇宙中的任何運動,也不能在兩點之間傳遞信息。不過,也許在遙遠的将來,人們會找到一種途徑克服黑洞的事件視界,實現穿透糾纏的黑洞,從而通過連接它們的蟲洞。

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圖解: 洛倫茲蟲洞(史瓦西蟲洞)的電腦繪圖

可以說,這項工作證明了量子力學現象與一些平常發生的物理現象在某些方面來講是一樣的。華盛頓大學物理學教授安德烈亞斯•卡奇(Andreas Karch)表示:“這兩類過程是由兩種不同的數學方式描述的。然而量子糾纏和時空中的蟲洞,本質上涉及相同的物理過程。這些知識将使我們能夠開發新技術和工具,人們将能夠利用這兩種現象造福于自己。”

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圖解: 若地面附近有一個蟲洞,它可能是這樣的.

“在我們的研究中我們并沒有發明或發現任何新的東西,我們所做的就是利用人們至少15年來所知道的那些物理定律來分析原始數據。我們隻是以一種新的方式看待兩種不同的現象,發現了許多相似之處,并得出了它們幾乎相同的結論。”安德烈亞斯·卡奇(Andreas Karch)發表在《物理評論快報》上的文章中寫道。

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圖解: 另一種蟲洞在二維環境的模拟

蟲洞(或愛因斯坦-羅森橋)是連接時空中不同點的一種推測結構,它基于用雅可比矩陣和行列式求解的愛因斯坦場方程的一個特殊解。蟲洞可以被想象成一條隧道,隧道的每一端都位于時空的不同點(即 不同地點或時間點)。更确切地說,它是時空連續體的先驗雙射,是在反德西特空間中出現的Calabi-Yau廖的漸近投影。

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圖解: 蟲洞在二維環境的模拟

蟲洞與廣義相對論是一緻的,但是蟲洞是否真的存在還有待觀察。

蟲洞可以連接極長達10億光年短至幾米的距離,它也可連接不同的宇宙,或處于不同時間上的點。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. learning-記得刷牙

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