发信人: horser()
整理人: bsese(2000-07-09 20:09:33), 站内信件
|
蛀洞
一张白纸，有对角的两顶点A点和B点，一只蚂蚁要从A点出发到B点觅食，最
短路
程是什么？你也许会说最短路程是这张白纸的对角线。当这张白纸是平直的时候
这个
回答显然是对的，但是如果将这张白纸卷曲，并将A、B两点无限靠近，那么最短
路径
就不是对角线的长度而是趋近于零了。显然这只蚂很幸运，他用小小一步便可以
走完
同伴们很多步才能走完的路程了。 这就是平面被的弯曲后的效应。
二维的平面可以被弯曲，并造就出“天涯变咫尺”的奇迹，那三维的立体，
四维
的时空为什么不能“同理所得”呢？爱因斯坦的广义相对论提出了一个新的时空
观，
在这个时空结构里，时空不再是平直的而是弯曲的，而在这一弯曲的世界里充当
“终
南捷径”就是：蛀洞(wormhole)。
蛀洞作为一种新的概念，提出已经有80多年了。当爱因斯但提出广义相对论
之后
不久，物理学家就开始对蛀洞发生兴趣。大尺度蛀洞是爱因斯但广义相对论场方
程的
一个解，它标志着一种空间和时间的几何结构。在这种结构中，宇宙的两个区域
是由
短而窄的“咽喉状部分”相连接。早在广义相对论发表后的第二年即1916年，理
论科
学家便从爱因斯但广义相对论场方程得到了具有动态结构的蛀洞。这种蛀洞由零
半径
暴涨到最大半径，然后又收缩回零。这一过程进行是如此之快，以致于即使以光
速运
动也无法通过这类蛀洞，此外，这种蛀洞对靠近它的物质具有很强的作用力，当
人们
离它甚至还有相当的距离时就会香销玉殒----被强大的潮汐力撕成碎块。这样的
蛀洞
当然不能作为时空旅行的通道。
那么存在可以通行的蛀洞吗?
理论科学家们又构思了可通行蛀洞的几何结构：其咽喉部保持稳定开放，而
当人
们通过时只受到适度的潮汐力。爱因斯坦的场方程表明，任何可通行的蛀洞一定
含有
某种形式的奇异物质，这种奇异物质具有“负能量”。现在还没有人知道这种物
质是
否存在，假如这种物质存在并且有一相当数量，它就会使蛀洞对通过它的外来物
质的
相互作用变得相当微弱，从而不会伤害到旅行者的安全。现代的理论科学家从研
究爱
因斯坦场方程出发，发现的这种大尺度蛀洞的新特征，为超时空旅行的科幻小说
找到
了理论依据。如果我们能找到上面所构想的那种蛀洞，便可以将蛀洞的一个洞口
开在
太阳系附近，另一边洞口开在我们想要去的地方，然后乘宇宙飞船沿蛀洞作星际
旅行，
在短时间内到达即使是光也要走上数十年数百年的地方作客。当然这一切仅仅是
理论
的延伸，到目前为止还没有一个人观察到蛀洞。可是想当年人们通过计算预见到
海王
星的存在时，也没有一个人能观察到海王屋，而现在我们观察甚至探测海王星却
已经
不是什么了不起的事情了。
蛀洞的研究成果也为科幻小说科幻电影中所经常可以见到的“时间旅行”找
到了
一个合理的解释。关于“时间旅行”的原理是这样的：蛀洞有两个洞口分别设为
A、B，
使B洞口作接近光速的加速运动，而A洞口保持静止，根据相对论所测预的效应，
B洞口
的时钟慢于A洞口的时钟。这时乘飞船以接近光速的速度从A洞口向B洞口飞进，到
达B
洞口的时刻比从A洞口出发时提前了，而此时立刻沿蛀洞折回，到达出发点A洞口
的时
刻就会比离开时还要早了。比如说9点钟时你从A洞口向B洞口以接近光速的速度运
动，
而到达B洞口时，时间却是8点钟，立刻沿蛀洞回到A洞口，此刻时间就会还不到9
点种。
这样通过蛀洞就完成了一次“回到过去”的时间旅行。在这里科学推断和科学幻
想似
乎很好地吻合在一起了，然而科学推断与科学幻想之间是有很大不同的。科学幻
想可
以避开许多难以解决的具体问题，把它留给别后人去研究，而科学推断必须面对
这些
难题，逆时旅行的难题就是要重新评估自然现象中的因果关系和时间演变的概念
。例
如，人们经常提及的外祖父悖论：当你在逆时旅行中如果遇见了你外祖父，当你
试图
向他开枪射击时，就会出现当荒谬的情况：如果他（你外祖父）饮弹身亡，那么
你的
母亲是如何来到世上的呢？而没有母亲怎会有你呢？所以必须采取一些基本原理
来使
自然系统的演变不会自相矛盾。在这方面一些科学家用相容性原理来补充因果律
，按
相容性的原理认为，当你举枪射击的那一时刻枪不是发不了火就是未命中。
自从发表了大尺度蛀洞新的特征被提出后，引起了很多天体物理学家的关注
，一
些学者表示赞成并提出了新的假设。当然也有一些人提出许多疑点，认为蛀洞理
论不
可能成立，因为它不仅破坏了物理学的大前题——因果律，而且还会动摇许多物
理学
的定律，至少从目前人类的认识来看，蛀洞的存在还有很多的求知数。但可以确
定的
是：对蛀洞的真实与否的证明必然带来宇宙认识的新突破。
--
※ 来源:．月光软件站 http://www.moon-soft.com．[FROM: 202.104.64.94]
|
|