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史上第一個(gè)“蟲洞”,被專家完美的創(chuàng)造出來了,它能穿越時(shí)空嗎?

蟲洞是什么?科學(xué)家認(rèn)為,蟲洞是能夠穿越時(shí)空的隧道,蟲洞最早是1916年由奧地利物理學(xué)家路德維希.費(fèi)萊姆首次提出來的,當(dāng)時(shí)蟲洞還只是一個(gè)概念,后來在1930年,愛因斯坦在研究引力場時(shí),認(rèn)為通過蟲洞能夠?qū)崿F(xiàn)瞬間轉(zhuǎn)移或者做到時(shí)間旅行,愛因斯坦是近代人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一,他在20多歲的時(shí)候就已經(jīng)成名了,他提出了相對論、光電效應(yīng)、質(zhì)能守恒定律等等,而且愛因斯坦在牛頓的萬有引力基礎(chǔ)上,更加精準(zhǔn)的給出了天體運(yùn)動的原理,著名的物理學(xué)家牛頓認(rèn)為,任何有質(zhì)量的物體都是有引力的,物體的質(zhì)量越大,它的引力就越強(qiáng)大,質(zhì)量小的天體之所以會圍繞質(zhì)量大的天體轉(zhuǎn)動,是因?yàn)橘|(zhì)量大的天體能夠?qū)⒅車奶祗w吸引過來,不過愛因斯坦卻不這樣認(rèn)為,愛因斯坦認(rèn)為我們的宇宙是一個(gè)巨大的薄膜。

宇宙中所有的天體都依附在這個(gè)巨大的薄膜上,質(zhì)量大的天體能夠?qū)⒂钪娴谋∧簭,所以質(zhì)量小的天體才會圍繞質(zhì)量大的天體運(yùn)動,從目前的科技來看,愛因斯坦的理論要比牛頓的理論更加精準(zhǔn)一些,現(xiàn)在人類使用的導(dǎo)航系統(tǒng),就是根據(jù)愛因斯坦的理論研究出來的,愛因斯坦的偉大不僅僅是因?yàn)樗岢隽讼鄬φ、光電效?yīng)等等,主要是因?yàn)閻垡蛩固诡A(yù)言的很多事情都被科學(xué)家證實(shí)了,比如說黑洞,在1783年的時(shí)候,英國天文愛好者給當(dāng)時(shí)著名的科學(xué)家卡爾迪許寫了一封信,信中他認(rèn)為宇宙中存在一種質(zhì)量非常大的神秘天體,而且連光線都沒有辦法逃離它的表面,當(dāng)時(shí)他把這種天體稱為是暗星。

后來在1916年的時(shí)候,愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論,廣義相對論建立在牛頓萬有引力的基礎(chǔ)上,在廣義相對論中愛因斯坦預(yù)言了一種天體,他認(rèn)為宇宙中應(yīng)該存在一種神秘天體,當(dāng)這個(gè)天體的質(zhì)量達(dá)到一定程度,那么光都沒有辦法逃離它的引力,不過當(dāng)時(shí)愛因斯坦本人都不相信宇宙中存在這樣的天體,后來德國物理學(xué)家卡爾史瓦西給了黑洞一個(gè)精確的解釋,他認(rèn)為大量的物質(zhì)集中在一點(diǎn)時(shí),就會使周圍產(chǎn)生視界,一旦進(jìn)入這個(gè)視界,物體就會被吸進(jìn)去,最終科學(xué)家把這種神秘的天體稱為是黑洞。不過由于當(dāng)時(shí)人類的科技有限,當(dāng)時(shí)科學(xué)家并沒有在宇宙中發(fā)現(xiàn)黑洞這種天體,直到2019年的時(shí)候,科學(xué)家拍攝到了宇宙中第一張黑洞的照片,這個(gè)照片證明了黑洞確實(shí)存在宇宙中。

當(dāng)時(shí)科學(xué)家利用視界望遠(yuǎn)鏡,向世人證明了黑洞的存在,根據(jù)科學(xué)家的研究我們能夠知道這個(gè)黑洞坐落于M87星系,質(zhì)量是太陽質(zhì)量的65億倍,距離地球大約有5500萬光年,通過照片我們能夠看出,這是一個(gè)中心為黑色的明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu),看上去有點(diǎn)類似甜甜圈,其黑色的部分是黑洞投下的陰影,明亮的部分是圍繞黑洞快速旋轉(zhuǎn)的吸積盤,人類能夠發(fā)現(xiàn)這顆黑洞還要感謝事件視界望遠(yuǎn)鏡,當(dāng)時(shí)這個(gè)望遠(yuǎn)鏡就是為了觀測黑洞而設(shè)計(jì)的,為了觀測這個(gè)黑洞,人類準(zhǔn)備了10年的時(shí)間,四大洲8個(gè)觀測點(diǎn)組成虛擬望遠(yuǎn)鏡,這個(gè)虛擬望遠(yuǎn)鏡直徑相當(dāng)于地球大小。即使是這樣,人類拍攝這顆黑洞也耗費(fèi)了很多精力,當(dāng)時(shí)參與這個(gè)項(xiàng)目的科學(xué)家表示,這個(gè)黑洞的觀測過程非常復(fù)雜。

找這顆黑洞就像是從月球上找一個(gè)橘子一樣,如果不是科學(xué)家將八大望遠(yuǎn)鏡分布在地球不同的位置,那么人類根本無法拍攝到這張黑洞的照片,畢竟黑洞是宇宙中最為神秘的天體,它的引力非常強(qiáng)大,任何進(jìn)入黑洞視界范圍內(nèi)的物質(zhì)都會被黑洞吞噬,連光都無法逃離黑洞的引力,那么黑洞是如何形成的呢?科學(xué)家認(rèn)為。黑洞是由臨界值以上最大的恒星死亡以后形成的一種天體,像我們的太陽屬于小質(zhì)量的恒星,它死亡以后會變成一顆白矮星,而質(zhì)量中等的恒星死亡以后會變成一顆中子星,超大質(zhì)量的恒星死亡以后才會變成黑洞,一般來說,質(zhì)量大的恒星會向更重的元素進(jìn)行核聚變,直到變成鐵元素為止。

當(dāng)一顆恒星的核心質(zhì)量大于等于3.2倍的太陽質(zhì)量時(shí),就再也沒有任何能量能夠抵抗自身的重力,這時(shí)候重力會開始向中心無限的塌陷,然后就形成了黑洞,黑洞作為宇宙中最神秘的天體,目前人類也不知道黑洞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)到底是什么樣子的,因?yàn)楣饩都無法逃離黑洞的引力,所以科學(xué)家也不知道黑洞的內(nèi)部情況,而蟲洞就是建立在黑洞的基礎(chǔ)上,愛因斯坦認(rèn)為,蟲洞是一個(gè)能夠穿越時(shí)空的隧道,不少人認(rèn)為,黑洞吞噬之后的物質(zhì)不可能憑空消失,這些物質(zhì)可能會由黑洞傳送到另一個(gè)神秘的天體中,這個(gè)天體就是白洞,白洞是一種理論推測出來的天體。科學(xué)家認(rèn)為,任何物質(zhì)都無法進(jìn)入這個(gè)天體中。

這個(gè)天體只能夠向外噴發(fā)物質(zhì),白洞的性質(zhì)正好和黑洞相反,黑洞是不斷的吞噬物質(zhì),而白洞是不斷的噴發(fā)物質(zhì),黑洞吞噬的物質(zhì)可能會由白洞噴發(fā)出去,不過到目前為止,科學(xué)家并沒有在宇宙中發(fā)現(xiàn)白洞存在,其中最主要的一個(gè)原因是科學(xué)家根本不知道白洞是如何形成的,從目前的的科學(xué)理論來看,白洞的存在違反了熱力學(xué)定律,根據(jù)熱力學(xué)定律我們能夠知道,熵是不斷增加的,如果說白洞存在,那么白洞能夠使熵減少,而熱力學(xué)定律中,熵是不可能減少的,所以白洞如果存在,那么將會推翻人類熱力學(xué)第二定律。如果說白洞真的存在,那么蟲洞就存在宇宙中,蟲洞一直都被科學(xué)家認(rèn)為是一種能夠連接遙遠(yuǎn)空間的點(diǎn)。

在很多科幻電影中,我們經(jīng)常會看到主人公能夠借助蟲洞來實(shí)現(xiàn)穿越時(shí)空,在電影《星際穿越》中,主人公利用蟲洞穿越到了另一個(gè)宇宙空間中,而這個(gè)現(xiàn)象根本無法用我們的時(shí)間來計(jì)算,簡單來說就是,蟲洞能夠讓人類在最短的時(shí)間內(nèi),行駛最遠(yuǎn)的距離,但是蟲洞到底存不存在宇宙中?目前科學(xué)家也不知道,科學(xué)家認(rèn)為,如果說蟲洞存在,那么蟲洞物質(zhì)必須是負(fù)能量,目前科學(xué)家還沒有在宇宙中發(fā)現(xiàn)負(fù)能量,有不少人猜測,蟲洞可能連接著不同的宇宙,也就是我們所說的平行宇宙,而白洞也存在平行宇宙中,可能在我們這個(gè)宇宙中只存在黑洞,但是在另一個(gè)宇宙中或許存在白洞。

如果真的是這樣的,那么我們這個(gè)宇宙中被黑洞吞噬的物質(zhì)就會由蟲洞傳送到另一個(gè)宇宙中,然后由白洞噴發(fā)出去,既然如此,那么在我們的宇宙中是不可能找到白洞的,看到這里,可能很多朋友會產(chǎn)生一個(gè)疑問,就是為什么我們的宇宙中不存在白洞,科學(xué)家認(rèn)為,在不同的平行宇宙中,物理定律都是不同的,這是宇宙法則制造的,在我們的宇宙中,天體可能都是球狀的,但是在另一個(gè)宇宙中,天體可能是方形的,也可能是菱形的,不同的宇宙規(guī)則造就了不同形狀的天體,如果平行宇宙真的和科學(xué)家所認(rèn)為的一樣,那么白洞存在另一個(gè)宇宙中也是有可能的。不過平行宇宙也是科學(xué)家推測出來的一種理論,目前我們還沒有發(fā)現(xiàn)平行宇宙的存在。

不過美國科學(xué)家組成的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過量子計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出了一個(gè)“蟲洞”,不過這個(gè)蟲洞和我們理論上的蟲洞是有區(qū)別的,但是這個(gè)蟲洞具有傳統(tǒng)蟲洞的性質(zhì),科學(xué)家創(chuàng)造了兩個(gè)處于糾纏狀態(tài)的量子系統(tǒng),同時(shí)把一個(gè)量子放在其中一個(gè)量子系統(tǒng)中,這是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在另一個(gè)量子系統(tǒng)中也能夠看到相關(guān)的信息,而這就是一個(gè)簡單的二維時(shí)空蟲洞,其實(shí)科學(xué)家能夠研究出這個(gè)二維蟲洞來,還要感謝量子力學(xué),量子力學(xué)是一門違反直覺的科學(xué),曾經(jīng)讓很多著名的科學(xué)家感到不解,就連愛因斯坦曾經(jīng)都說過“上帝不會擲骰子”。量子計(jì)算這個(gè)概念最早可追溯至美國已故理論物理學(xué)家、諾貝爾獎得主理查德·費(fèi)曼(Richard Feynman)在20世紀(jì)80年代早期提出的想法。

那么為什么科學(xué)家要提出量子力學(xué)?其實(shí)在19世紀(jì)末。很多人發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)無法解釋微觀系統(tǒng)的奧秘,于是科學(xué)家們就在20世紀(jì)創(chuàng)立了量子力學(xué),量子力學(xué)從根本上改變了人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)極其相互作用的理解,量子力學(xué)是普朗克、玻爾、海森堡、薛定諤、泡利、德布羅意、玻恩、費(fèi)米、狄拉克、愛因斯坦等一起創(chuàng)立的。量子力學(xué)是描述微觀物體的理論,和相對論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱,現(xiàn)在很多的物理學(xué)、固體物理學(xué)、粒子物理學(xué)等等都是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行的,而這次科學(xué)家在計(jì)算機(jī)中模擬出來的蟲洞,就是根據(jù)量子力學(xué)中的量子糾纏做出的,看到這里,可能很多人不知道什么是量子糾纏。

量子糾纏是一種非常奇怪的量子力學(xué)現(xiàn)象,量子糾纏指的是處于兩個(gè)糾纏狀態(tài)的粒子,不論它們之間相隔有多遠(yuǎn),只要其中一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生了改變,那么另一個(gè)量子狀態(tài)也會發(fā)生改變,而這種改變能夠無視空間的限制,簡單來說就是,如果我們把其中一個(gè)粒子放在宇宙的最南邊,另一個(gè)粒子放在宇宙的最北邊,當(dāng)我們干擾宇宙最南邊的粒子時(shí),那么宇宙最北邊的粒子也會受到干擾,而且這個(gè)干擾的速度是瞬間完成的,這就有點(diǎn)類似我們所說的心靈感應(yīng),當(dāng)時(shí)很多人都不相信量子糾纏是真的,因?yàn)檫@種現(xiàn)象太詭異了。不過實(shí)驗(yàn)證明量子糾纏是對的,到現(xiàn)在科學(xué)家也無法解釋量子糾纏的原理是什么,但是量子糾纏能夠給人類科技帶來重大的突破。

前段時(shí)間,英國布里斯托大學(xué)和丹麥技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家利用量子糾纏現(xiàn)象首次在兩個(gè)計(jì)算機(jī)芯片之間實(shí)現(xiàn)了信息的“瞬間傳輸”,而且相關(guān)的論文已經(jīng)發(fā)表了《自然物理學(xué)》期刊,在研究中,布里斯托大學(xué)研究人員開發(fā)了一款芯片,這個(gè)芯片能夠在電路中生成光粒子微粒,利用量子糾纏現(xiàn)象,或能在不同芯片之間瞬間傳輸信息,而這實(shí)現(xiàn)了量子糾纏狀態(tài)下的及時(shí)通信,科學(xué)家認(rèn)為,這顆芯片不需要電氣或者物理連接就能夠傳輸信息,該研究團(tuán)隊(duì)很好的利用量子糾纏現(xiàn)象將不同芯片連接在一起,通過操控一個(gè)粒子來激發(fā)粒子對中位于其它芯片中的另一個(gè)粒子發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)芯片中信息在未連接的狀態(tài)下及時(shí)傳輸,未來隨著人類科技的發(fā)展,人類能夠?qū)崿F(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)。

除此之外,人類還可以利用量子糾纏技術(shù)來探索黑洞內(nèi)部的奧秘,科學(xué)家認(rèn)為,當(dāng)物質(zhì)在黑洞中消失時(shí)就會發(fā)生混亂,在這個(gè)物質(zhì)上的信息,會被混亂的和其它物質(zhì)的內(nèi)部信息混合在一起的,這就導(dǎo)致了所謂的“黑洞信息悖論”,因?yàn)榱孔恿W(xué)認(rèn)為信息永遠(yuǎn)不會丟失,即使信息在黑洞中消失了。因此,盡管一些物理學(xué)家表示:墜入黑洞視界的信息會永遠(yuǎn)消失。但另一些物理學(xué)家則認(rèn)為,這些信息是可以重建的。不過這項(xiàng)技術(shù)目前還處于理論當(dāng)中,想要利用量子糾纏技術(shù)得到黑洞內(nèi)部的信息,那么首先我們需要找到一顆黑洞,根據(jù)科學(xué)家的研究我們能夠知道,在太陽系內(nèi)部是沒有黑洞的,大量的黑洞都在銀河系中,不過人類現(xiàn)在還無法飛出太陽系,所以我們無法進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

由于人類的科技是有限的,很多理論上的實(shí)驗(yàn)人類都無法進(jìn)行實(shí)際操作,目前人類探索宇宙基本上都是依靠望遠(yuǎn)鏡來進(jìn)行的,關(guān)于黑洞是不是蟲洞的入口,現(xiàn)在科學(xué)家也只是猜測,畢竟我們誰也沒有對黑洞內(nèi)部進(jìn)行探索,曾經(jīng)著名的物理學(xué)家霍金認(rèn)為,黑洞并不是一個(gè)無限吞噬物質(zhì)的天體,他認(rèn)為,如果一顆黑洞長時(shí)間不吞噬物質(zhì),那么這顆黑洞就會因?yàn)榛艚疠椛涠拇M。

霍金認(rèn)為在黑洞附近的虛粒子對將有三種可能的情況:1、 虛粒子對在變成實(shí)粒子之前就湮滅,能量歸零。2、 虛粒子對被黑洞潮汐力分開到一定距離的時(shí)候,其中的正能虛粒子落入黑洞,另一個(gè)負(fù)能虛粒子留在外面,由于失去湮滅對象,負(fù)能虛粒子將轉(zhuǎn)變成實(shí)粒子,然而外界時(shí)空不允許負(fù)能實(shí)粒子因此負(fù)能的虛粒子必然跟著落入黑洞。3、 虛粒子對被黑洞潮汐力分開到一定距離的時(shí)候,其中的負(fù)能虛粒子落入黑洞,另一個(gè)正能虛粒子留在外面,由于失去湮滅對象,正能虛粒子將轉(zhuǎn)變成實(shí)粒子。它有可能也跟著落入黑洞,但也有可能從潮汐力獲得能量逃離黑洞。如果霍金的這個(gè)理論是對的,那么就證明了黑洞不可能是蟲洞的入口,目前科學(xué)家也在積極的研究黑洞和蟲洞的奧秘,未來隨著人類科技的進(jìn)步,說不定我們能夠在宇宙中找到蟲洞,對此,大家有什么想說的嗎?

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