理论上可能存在微小的虫洞

  虫洞在许多科幻电影中起着关键作用-通常是空间中两个遥远点之间的捷径。但是,在物理学中,这些时空隧道纯粹是假设的。由奥尔登堡大学的Jose LuisBlázquez-Salcedo博士领导的国际团队现在在科学期刊《Physical Review Letters》中提出了一种新的理论模型,该模型使微观虫洞看起来比以前的理论更容易获得。

理论上可能存在微小的虫洞

  蠕虫洞像黑洞一样,出现在1916年发表的爱因斯坦广义相对论方程中。爱因斯坦理论的一个重要假设是,宇宙具有四个维度-三个空间维度和时间作为第四维度。它们一起形成了所谓的时空,时空可以被诸如星星之类的大物体拉伸和弯曲,就像橡胶板会被沉入其中的金属球弯曲一样。

  时空的曲率决定着太空飞船和行星等物体以及光在其中的移动方式。“从理论上讲,时空也可以在没有大物体的情况下弯曲和弯曲。”布拉兹克斯-萨尔塞多说。在这种情况下,虫洞在时空中将是一个极度弯曲的区域,类似于两个相互连接的漏斗并连接空间中的两个遥远点,例如隧道。这位物理学家解释说:“从数学的角度来看,这样的捷径是可能的,但没人能观察到真正的虫洞。”

  而且,这种虫洞将是不稳定的。例如,如果一艘太空飞船要飞入其中,它会立即崩溃成一个黑洞-一个物质消失的物体,再也看不到了。它与宇宙中其他地方的联系将被切断。先前的模型表明,保持虫洞开放的唯一方法是使用奇异的物质,该物质的质量为负,换句话说,其重量小于或等于零,并且仅在理论上存在。但是,来自奥尔登堡大学的Blázquez-Salcedo和他的同事Christian Knoll博士和来自葡萄牙阿威罗大学的Eugen Radu博士在他们的模型中证明,如果没有这种问题,虫洞也是可以穿越的。

  研究人员选择了一种相对简单的“半古典”方法。他们将相对论的要素与量子理论和经典的电动力学理论相结合。在他们的模型中,他们将某些基本粒子(例如电子和它们的电荷)视为要通过虫洞的物质。作为数学描述,他们选择了狄拉克方程,该方程根据量子论和相对论将粒子的概率密度函数描述为所谓的狄拉克场。

  正如物理学家在他们的研究中所报告的那样,正是Dirac场被包含在他们的模型中,从而允许存在可被物质穿越的虫洞,前提是电荷与虫洞的质量之比为超过一定的限制。除物质外,信号(例如电磁波)也可以在时空中穿越微小的隧道。团队推测的微观虫洞可能不适合星际旅行。此外,该模型必须进一步完善,以查明是否可能确实存在这种异常结构。Blázquez-Salcedo说:“我们认为虫洞也可以存在于完整的模型中。”

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