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穿越空一直是人们梦寐以求的梦想,穿越也一直是很多科幻和影视作品中必不可少的因素。那么,有没有可能穿越时间空?科学家给出了许多不同的解释。
第1部分
什么是“穿越”?
首先,我们需要对“穿越”有所了解。“穿越”在物理学中有一个很形象的名字——时间空旅行,或者说时间旅行,一般指的是人或物体在空和时间之间做出改变。这里还要提一点:我们的现实世界是三维的,但是根据爱因斯坦的相对论,我们可以把时间看作第四维,从而把时间和空变成坐标系中两个不可分割的整体,类似于坐标系中的长宽关系。时间空旅行就是通过改变时间和空来“旅行”,也就是说我们要跳到第四维度,然后跳出来,完成“穿越”。
第2部分
虫洞:完成后旅行空
接下来,我们将进入我们的关键部分。如何才能“跳出”我们的3D 空房间?目前,大多数人认为我们必须穿过虫洞才能在时间中旅行空。虫洞类似于穿过两座山的山岭隧道或者漏斗中间的窄颈,但它的定义、发现甚至建造都是一项繁重而艰巨的任务,而不是简单的通道。
虫洞也可以叫时间空洞或者爱因斯坦-罗森桥,最早是奥地利物理学家路德维希·弗莱在1916年提出的。1930年爱因斯坦和内森·罗森研究引力方程时,认为瞬时时间空转移或时间旅行可以通过虫洞完成。
虫洞有两种自然机制:一是由于黑洞强大的引力能;其次,由于克尔黑洞的快速旋转,一些“小孔”在空被撕裂。以上两种机制可以理解为:现在我们要打碎一张白纸,要么这个物体重到足以打碎白纸,要么它有很大的速度把白纸撕开。所以在一些影视剧中,主角穿越的时候,一定是由于大量的能量涌入一个地方,打破了宇宙的白纸。
当然,随着研究的深入,我们发现虫洞也有一个超级引力场,可以把所有物体撕成基本粒子。宇宙中,理论上虫洞很多,但直径超过10万公里的很少,但这个宽度恰恰是Tai 空飞船安全航行的最低要求。对于这些问题,一些科学家也给出了相应的对策,比如利用负能量对微小虫洞进行加固和稳定,并在此基础上进行扩展,让Tai 空飞船通过。然而,根据科学家的概念,我们需要大量的负能量来保持虫洞的打开。但是根据量子力学的观点,大量的能量积累会破坏虫洞,所以要在虫洞关闭前完成每小时空的旅行。有时候空旅行仍然不是一件容易的事情!
虫洞如何使时间和空变化完成时间空旅行可以用三个部分来描述:
第一,时间的变化。我们可以把我们生活的宇宙想象成一个平行宇宙,类似于一张白纸。其他平行宇宙,与我们现在所在的平行宇宙平行,通过时间轴串在一起,可以简单理解为一堆水平放置的白纸,我们的虫洞就是一堆白纸之间的通道。我可以通过虫洞找到白皮书的任何一页。然而,平行宇宙的解释可能相对简单。平行宇宙可以理解为时间上的平行或者空。这里只考虑时间,时间上的平行宇宙不会只沿着这条线走。现实中,如果我们故意打碎一个杯子,那么当杯子碎了,没有碎的时候,空也可以看作平行宇宙,所以我们也可以把平行宇宙看作彼此。
二是空之间的变化。对于宇宙,我们还是可以把它想象成一张对折的白纸,会和平行宇宙有同样的效果。根据宇宙的三个公理,宇宙具有无限延伸的特性,所以褶皱的数目可以是无限的,也可以是无限的。那么虫洞依然像宇宙中的一个褶皱一样屹立着,我们可以到达宇宙的每一个角落。
三.空和时间之间的变化。其实这个方法包括前两个,这两个包括平行宇宙的平行性和这个宇宙的自折叠性,所以时间空变化。
第3部分
黑洞和白洞
黑洞是现代广义相对论中宇宙中密度无限、体积无限的天体。它曾被认为是天然虫洞的来源。1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力方程的真空解。这个解表明,如果大量的物质集中在空之间的一个点上,那么粒子周围就会有一个界面——“视界”。一旦进入这个界面,就连光都无法逃脱。黑洞就像一个气球,不断膨胀。当它到达极限时,“碰!”爆炸了,剩下的东西会迅速缩小。
我们也可以理解黑洞的巨大引力,类似于平面上的凹点,进入凹点附近的物质会不由自主地滑到凹点底部。1974年,霍金预言黑洞不是“只能进不能出”,并根据广义相对论和量子论的结合提出了“霍金辐射”。也说明自然界远比我们想象的复杂,人还有很多工作要做。
根据其物理性质,黑洞可以分为五类:1。不带电荷的非旋转黑洞,称为史瓦西黑洞。2.不旋转的带电黑洞被称为R-N黑洞。3.不带电荷的旋转黑洞叫做克尔黑洞。4.一般黑洞称为克尔-纽曼黑洞。5.双星黑洞。人们发现的黑洞大部分只是太阳质量的几倍,但少数黑洞是太阳质量的几千倍甚至上亿倍。比如英仙座星系的小星系NGC1277中心的黑洞质量已经达到太阳质量的400亿倍。
广义相对论还预言了一个特殊的天体——白洞,它的性质与黑洞正好相反。但现在只是模型,还没有被观察证实。它是宇宙的喷射源,可以向外界提供物质和能量。白洞的来源可能是因为BIGBANG。由于大爆炸的不平衡,一些奇点被推迟了1000000000年,开始爆炸时产生了白洞。另一个来源是黑洞的反转,形成了从黑洞到虫洞再到白洞的时间空穿梭理论体系。这个系统可以形象地解释时间空旅行的具体方式。物体先被拉入黑洞,然后穿梭在四维的虫洞中,最后从白洞中吐出。这一次空穿梭路线就像穿过一个巨大的漏斗。白洞和黑洞的相对位置决定了时间空穿梭模式。几年后我们再旅行空,会像坐电梯一样方便,过马路的时候,空触手可及!
对于浩瀚的宇宙,我们的认知还是太少。我相信通过几代人的努力,穿越时间空不再是科幻小说的情节,而是会真正应用到我们的生活中。
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