第1个回答 2022-08-02
虫洞是科幻小说中很受欢迎的一个特征，通过它航天器可以实现超光速旅行，从时空的一个点瞬间移动到另一个点。虽然广义相对论禁止“可穿越虫洞”的存在，但在量子物理学领域内，可穿越虫洞实际上是可能存在的。唯一的缺点是，它们实际上要花比正常空间更长的时间穿过，而且可能是微观的。
在一项新研究中，超出标准模型的物理现象的存在可能意味着那里存在着虫洞，这些虫洞不仅大到可以穿越，而且对于想要从A点到B点的人类旅行者来说是完全安全的。
关于虫洞的理论出现于20世纪初，是对爱因斯坦广义相对论的回应。第一个假设黑洞存在的人是德国物理学家和天文学家史瓦西，他对爱因斯坦场方程的解为黑洞的存在提供了第一个理论基础。
史瓦西度规的一个结果就是他所说的“永恒黑洞”，它本质上是时空中不同点之间的连接。然而，这些史瓦西虫孔是不稳定的，因为它会倒塌得太快，任何东西都无法从一端穿过另一端。
可穿越的虫洞需要特殊的环境才能存在。这包括负能量的存在，这在经典物理学中是不允许的，但在量子物理领域却是可能的。他们声称，这方面的一个很好的例子是卡西米尔效应，在这种效应中，量子场在沿着一个封闭的圆传播时产生负能量。
然而，这种效应通常很小，因为它是量子的。新的想法是利用带电 无 质量费米子的特殊性质，对于一个带电的黑洞来说，这些粒子沿着电场线传播。事实上，这些粒子可以通过进入一个点并在周围的平坦空间中开始出现而形成一个圆，这意味着“真空能量”被修改，并且可以是负的。这种负能量的存在可以支持一个稳定的虫洞的存在，一个时空点之间的桥梁，在某些东西穿过它之前不会坍塌。
这样的虫洞是可能的基于物质，这是粒子物理标准模型的一部分。唯一的问题是，这些虫洞的大小必须是微观的，而且只能存在很小的距离。对于人类旅行来说，虫洞必须很大，这就要求使用标准模型以外的物理模型。
从外部看，这些虫洞类似中等大小的带电黑洞，它们会产生同样强大的潮汐力，航天器需要对此加以警惕。要做到这一点，一个潜在的旅行者在通过虫洞中心时需要一个非常大的提升因子。假设这可以做到，问题仍然是这些虫洞是否可以充当时空两个点之间的捷径？
从旅行者的角度来看，他们的虫洞几乎不需要时间就可以穿越。从局外人的角度来看，旅行时间会更长，这与广义相对论是一致的，在广义相对论中，接近光速旅行的人会经历时间膨胀。宇航员穿过虫洞，只需1秒的时间就可以到达10000光年的距离。如果一个观察者不穿过虫洞而呆在外面，他会看到他们花了一万多年的时间。
另一个好处是穿越这些虫洞不需要燃料，因为虫洞本身的引力会使飞船加速和减速。在太空 探索 的场景中，飞行员需要通过虫洞的潮汐力来定位他们的飞船，然后让大自然来完成剩下的工作。一秒钟后，它们就会出现在星系的另一边！