虫洞
小时候,我和父母住在一栋大公寓里。在后院,有一个沙坑和几块草坪。后院被一堵不可逾越的墙所包围,我一直想知道墙后面是什么。所以在某个时候,我开始用钉子和棍子在接头处钻洞。这对我的小手来说很乏味,也很累人。几个月来,我趁大人们不注意的时候,偷偷摸摸地搞着。缝隙越来越大,但我从未挖通。这堵墙对我来说实在是太强大了。
当我大到可以上学时,我突然可以探索墙后的区域,那是学校操场。我所要做的不是穿墙,而是走出后院,绕过街区,然后穿过大门,去到之前的神秘场地。有时你必须耐心地成长和成熟,才能意识到直接的路线有时是错误的,正确的路线就在拐角处。
当涉及墙和边界时,我仍然有完全相同的好奇心的感觉。它们的背后是什么?我们最终会成功地克服我们的边界吗?我们能绕过黑洞的暗墙吗?难道在事件视界的某个地方没有一个缺口,我们可以通过它看进去,或者我们可以绕道而行?
早在1935年,阿尔伯特·爱因斯坦在与他的助手纳森·罗森(NathanRosen)讨论黑洞的内部时就提出了同样的问题。在数学上,这些方程也允许出现与黑洞相反的情况——一个白洞,只有东西能从里面出来,但没有东西能进入里面。更糟糕的是,原则上,这样的白洞和黑洞可以通过一座桥连接起来,让东西进入黑洞,并从另一端的白洞出来。
在物理学上,这个构造被称为“爱因斯坦-罗森桥”(Einstein-RosenBridge)。但普林斯顿大学教授约翰·阿奇博尔德·惠勒在20世纪50年代出于营销目的,巧妙地将其重新命名为“虫洞”,使几代科幻小说家都很高兴。因为毕竟可能不仅仅是可以逃离黑洞,虫洞也会连接宇宙的两个区域,而且在两个区域间旅行的速度会比光速快。即使是时间旅行和访问另一个宇宙也是可以想象的。
但是,在数学意义上可能存在的一切都是真实存在的吗?数学是科学的神话,它是一种抽象的描述,把真实的经验描绘得像奇妙的神话生物一样精彩。存在于数学中的东西可以存在于现实中——但它又不一定存在。区分这两者是物理学家的谋生手段。
我们在白洞和虫洞方面也面临同样的问题。从数学上看,两者似乎都是真实的,但它们是否具有物理意义?到目前为止,我们还没有发现任何证据表明太空中存在虫洞。事实上,当我们看到M87*的图像时,我们曾短暂地考虑过它是否可能是一个虫洞,但其大小与预测不符[217]。
更为尴尬的是,虫洞在数学上并不稳定。如果物质飞过它们,它们就会坍塌——至少在理论上是这样。为了防止这种情况,人们必须发明一种新的物质形式,创造反引力。单纯的反物质将不适合于此,因为它和正常物质一样受引力法则的影响。如果你把反物质扔到空中,它应该落到地上[218]——除非它在与正常物质湮灭的刺眼闪光中首先自我湮灭。
另一个问题是,我们不知道一个可通过的虫洞是如何自然产生的。我想你必须自己建造它。对于一些创造性的理论家来说,这不是一个问题。“由于对先进文明的技术和材料一无所知,我们物理学家有无限的自由来设计这样的东西。”诺贝尔奖得主基普·索恩(KipThorne)在《纽约时报》上声称[219]。即使虫洞可以存在,理论上还不能确定它们是否真的能使所有的奇迹承诺成真。但人们仍然可以梦想它。
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