掉进黑洞怎麽办?跳入虫洞来逃脱吧!前提是你找得到它——《解密黑洞与人类未来》
2022 1月 17 By binance币安怎么注册下载 0 comment
  • 作者 / 海诺.法尔克 (Heino Falcke)、约格.罗默(Jörg Römer)
  • 译者 / 姚若洁

我小时候和父母住在一大栋公寓里。公寓後方的庭院有一个沙坑和一小片草地,整个庭院由坚不可摧的墙围住。我很想知道墙的另一边有什麽,因此终於忍不住开始用指甲和棍子在石板之间挖了一个洞。对我的小手来说,这是极其艰辛的工作。我趁着大人没注意的时候秘密进行了几个月。洞渐渐变大,但我一直没有成功穿墙,那堵墙实在太坚固了。

後来我大到可以上学了,忽然能够探索墙後的世界——因为学校正好在墙後。那个过去未知的神秘领域,不需要穿过墙,只要离开後院,绕过房子,然後穿过一道大门,就能够抵达。有时我们就是得多点耐心,等长大以後才能了解直接穿墙并不是正确的道路,而正确的道路需要绕点路。

对界线另一边的想像

直到现在,我对於墙和边界仍有股同样的好奇心。另一边有什麽?我们能突破自己的极限吗?我们有办法绕过黑洞的黑暗之墙吗?在事件视界的某处会不会有个缺口,让我们可以窥视里面,或甚至绕进去吗?

爱因斯坦在 1935 年与助理罗森(Nathan Rosen)讨论黑洞内侧的情况时,也问了同样的问题。就数学上来说,方程式也容许与黑洞相反的天体,称为白洞,东西只出不进。让事情更加复杂的是,理论上白洞与黑洞有可能藉着一条「桥」相互连接,於是就有了东西从黑洞进去,再从白洞出来的可能。

在物理学上,这个架构後来称为「爱因斯坦—罗森桥」(Einstein-Rosen  Bridge)。不过在五〇年代,普林斯顿教授惠勒透过一点聪明的行销技巧,把这个假设性的结构重新命名为「虫洞」(wormholes),此举让好几代的科幻作家十分欢喜。根据爱因斯坦和罗森的建构,逃离黑洞不仅是可能的,虫洞也能够连接宇宙中相距遥远的两个区域,因而比光速更快的旅行也成为可能。甚至是穿越时间、拜访另一个宇宙,也变得可以想像。

但是,数学上可能的事情,就是真的吗?数学是一种抽象的叙述方法,是科学领域的神话,能够描述真实经验,也能够同样精采的描述神奇的幻想生物。存在於数学中的事物可能会存在於现实,但不是必然。而物理学家赖以维生的工作就是,区分可能与真实。

对於白洞和虫洞,我们也面对同样的问题:数学上两者看似真实,但在物理上真的有意义吗?我们还未找到宇宙间存在着虫洞的线索。在产生 M87 的影像时,我们的确曾稍微考虑了一下那有没有可能是个虫洞,但它的大小并不符合预测。

让事情更加棘手的是,虫洞在数学上并不稳定,如果物质从里面穿过,虫洞会塌缩——至少根据理论是如此。为了避免虫洞塌缩,必须发明一种可以产生反重力的新物质型态。反物质本身不符合这项要求,因为反物质和普通物质一样,遵循同样的重力定律。如果把反物质抛到空中,它也会落回地上——除非它在那之前就先发出一阵耀眼的毁灭性光芒,连同物质一起自我摧毁。

另一个问题是,就我们所知,能让东西穿过的虫洞无法自然形成。我们只能自己建造一个。对某些很有创造力的理论家来说,这不是问题,诺贝尔奖得主索恩(Kip Thorne)在《纽约时报》上宣称:「既然我们对非常高级文明拥有的技术和材料完全没有概念,我们物理学家就拥有无限的自由来建造可供穿越的虫洞模型。」我对此持怀疑态度。即使虫洞有可能存在,可是理论上也还无法保证它真的能实现所有神奇的特质。但我们仍可以抱持梦想。

——本文摘自《解密黑洞与人类未来》/ 海诺.法尔克、约格.罗默,2022 年 1 月,天下文化。

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