宇宙弦+黑洞,搭建可以穿越的虫洞!

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:大发棋牌官网-大发棋牌登入网址
  虫洞,或多或少由广义相对论预言的奇特形状,是连接时光图片 里中相距遥远的有两个 区域的捷径,我我应该 寄托了太满太满人实现时光图片 里旅行的梦想。不过,目前科学家从未证实过虫洞的处在,更无须从虫洞中穿越了。

  近日,加州大学圣芭芭拉分校的付子操、Brianna Grado-White和Donald Marolfa在预印本文库网站发了两篇论文,朋友 构造了有两个 可穿越虫洞的新模型。根据朋友 的研究,从前的虫洞前会 在宇宙学常数等于0的时光图片 里中处在。

  拓扑宇宙监督原理

  在Grado-White等人的论文中,朋友 首先论证了可穿越虫洞在一般的时光图片 里中是不处在的,而这肩上用到的物理原理是“拓扑宇宙监督原理”(Topological censorship)。

  早在1993年,物理学家J。 L。 Friedman、K。 Schleich和D。 M。 Witt等人就发表了拓扑宇宙监督原理的论文,或多或少原理前会 认为是1969年相对论专家彭罗斯提出的“宇宙监督猜想”(cosmic censorship hypothesis)的延续。

  宇宙监督猜想指出,有两个 旋转的带电黑洞不原应分析分析旋转得很快了 ,原应分析分析巨大的旋转角波特率会让被黑洞视界邮邮寄邮包的奇点裸露出来,而这是违反相对论因果性的。但彭罗斯这麼从数学物理的厚度来证明或多或少猜想,于是他认为,需要有两个 像上帝一样的“宇宙监督”来禁止黑洞裸露奇点。

  到了1993年,宇宙监督猜想还没被证明,但J。 L。 Friedman、K。 Schleich和D。 M。 Witt等人继续提出了拓扑宇宙监督原理。要理解这项原理,朋友 首很快了 了解类光能量条件(null energy condition)。

  在时光图片 里中,光子的轨迹是十根类光曲线,这条曲线在时光图片 里中的每或多或少全部都有有两个 切矢量,记作类光矢量(k)。另外,爱因斯坦的引力方程中,有刻画物质信息的能量动量张量(T)。T是2阶张量,前会 看成有两个 矩阵;而k是有两个 矢量,前会 看成是有两个 列向量。我我应该 ,当T与有两个 k相乘,得到有两个 数。对于所有普通的物质,或多或少数是大于等于0的,这要是 类光能量条件:

  根据拓扑宇宙监督原理,原应分析分析宇宙中的物质的能量动量张量不破坏类光能量条件,这麼时光图片 里这麼有特殊的拓扑形状。也要是 说,时光图片 里在拓扑上应该等价于四维欧氏空间、四维球面等简单的几何体,而不应该出先 之类自行车内胎从前的奇怪拓扑形状。而可穿越虫洞,就属于五种奇怪的拓扑。太满太满,根据拓扑宇宙监督原理,在正常的时光图片 里中,可穿越虫洞不必处在。

  需要违反类光能量条件

  这麼,什么我我应该 虫洞前会 处在,而能被物质所穿越呢?

  虫洞作为五种时光图片 里的拓扑形状,是受到爱因斯坦引力场方程限制的。爱因斯坦引力场方程的左边是空间曲率,而右边是能量动量张量。

  可穿越虫洞的处在,有两个 基本原则,那要是 物质场的能量动量张量需要违反类光能量条件。

  任何有两个 的可穿越虫洞,需要有违反类光能量条件的“负能量”来支撑。换句话说,原应分析分析一群光子我我应该 穿越虫洞,这麼这群光子对应的测地线这麼在虫洞里汇聚,这需要用到印度的著名物理学家瑞查德符里(Amal Kumar Raychaudhuri)提出的方程。

  研究虫洞理论的哈佛大学物理学博士高苹告诉《环球科学》:“通过瑞查德符里的方程前会 看出,在虫洞中,光线这麼在物质场的能量动量张量违反类光能量条件下,才不必撞上奇点——在或多或少具体情况下,聚焦在虫洞一端的光线在一蹶不振 虫洞的另一端都有散开,从前才前会 从虫洞中逃出来。”

  我我应该 ,拓扑宇宙监督原理与瑞查德符里方程都指向同有两个 结论:“要想穿越虫洞,需要要有违反类光能量条件的负能量!”

  用宇宙弦构造可穿越虫洞

  在Grado-White等人的论文,朋友 就在此基础上,构造了有两个 可穿越的虫洞。

  首先,朋友 需要有有两个 带电黑洞,我我应该 这两个多 黑洞的电荷是相反的。也要是 说,其中有两个 黑洞带正电,从前黑洞带负电。(确实从前的带电黑洞在现实宇宙中不常见,但理论上它前会 在宇宙学常数等于0的正常时光图片 里中处在)为什么我么我要让黑洞携带电荷?这原应分析分析带电黑洞外部的奇点前会 被拉伸扭曲,从而形成一座通向从前带电黑洞的桥,或多或少桥要是 科学家梦寐以求的虫洞的雏形。

  我我应该 ,有了虫洞的雏形还是不够的。原应分析分析带电黑洞之间处在万有引力和电磁力,什么力全部都有相互吸引的,它们会让有两个 黑洞相互靠近,这就这麼构发明者有两个 稳定的虫洞。

  这麼,怎么还可否能够让虫洞稳定下来呢?朋友 想到了宇宙弦。

  宇宙弦是有两个 来自弦论的理论模型,前会 被看成是大爆炸我我应该 的时光图片 里形状被冰冻时形成的奇异物体,具有很强大的张力(弹性)。早期宇宙中出先 的弦原应分析分析随宇宙膨胀而放大,这麼就原应分析分析成为尺度很大的宇宙弦。或多或少宇宙弦前会 长达几万光年,成为连接有两个 黑洞的管道。在Grado-White等人的论文中,朋友 用到了十根宇宙弦。

  如下图所示,淡蓝色的宇宙弦是有两个 闭弦,前会 振动起来产生负能量。朋友 计算了什么负能量对时光图片 里几何的影响,发现它的确前会 防止虫洞坍塌。而黑色的宇宙弦是有两个 开弦,它连接了有两个 带电黑洞的端口,依靠宇宙弦巨大的张力阻止有两个 黑洞相互靠拢。

  或多或少防止方案使得虫洞不但稳定,我我应该 前会 被穿越。穿越或多或少虫洞所共要的时间,大致与距离与光速的商在同有两个 量级,太满太满,这是有两个 “不快不慢”的虫洞。而在马尔达西纳等人提出的永久虫洞里,穿越的时间则要长太满太满,从前的永久虫洞无须适合星际旅行,只适合用来躲避星际战争。

  我我应该 的可穿越虫洞研究大多都与反德西特时光图片 里(宇宙学常数为负数)有关,而最新的研究构造了五种在宇宙学常数为0的时光图片 里中前会 处在的可穿越虫洞,这使得整个研究看起来确实更符合实际。