?1出現(xiàn)蟲(chóng)洞幾乎可以說(shuō)是和黑洞同時(shí)的。\\醉書(shū)樓)
在史瓦西發(fā)現(xiàn)了史瓦西黑洞以后,理論物理學(xué)家們對(duì)愛(ài)因斯坦常方程的史瓦西解進(jìn)行了幾乎半個(gè)世紀(jì)的探索。包括克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及后來(lái)的紐曼解,都是圍繞史瓦西解研究出來(lái)的成果。在這里將介紹給大家的蟲(chóng)洞,也叫史瓦西喉。
蟲(chóng)洞在史瓦西解中第一次出現(xiàn),是當(dāng)物理學(xué)家們想到了白洞的時(shí)候。他們通過(guò)一個(gè)愛(ài)因斯坦的思想實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)時(shí)空可以不是平坦的,而是彎曲的。在這種情況下,我們會(huì)十分驚奇地發(fā)現(xiàn),如果恒星形成了黑洞,那么時(shí)空在史瓦西半徑,也就是視界的地方是與原來(lái)的時(shí)空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時(shí)空中,這種結(jié)構(gòu)就意味著黑洞視界內(nèi)的部分會(huì)與宇宙的另一個(gè)部分相結(jié)合,然后在那里產(chǎn)生一個(gè)洞。這個(gè)洞可以是黑洞,也可以是白洞。而這個(gè)彎曲的視界,叫史瓦西喉,也就是一種特定的蟲(chóng)洞。自從在史瓦西解中發(fā)現(xiàn)了蟲(chóng)洞,物理學(xué)家們就開(kāi)始對(duì)蟲(chóng)洞的性質(zhì)感到好奇。
2作用先來(lái)看一個(gè)蟲(chóng)洞的經(jīng)典作用:連接黑洞和白洞,成為一個(gè)愛(ài)因斯坦——羅森橋(即蟲(chóng)洞),將物質(zhì)在黑洞的奇點(diǎn)處被完全瓦解為基本粒子,然后通過(guò)這個(gè)蟲(chóng)洞(即愛(ài)因斯坦——羅森橋)被傳送到這個(gè)白洞的所在,并且被輻射出去。[醉書(shū)樓--.Z-u-I-s-H-u-L-o--oM]當(dāng)然,這里說(shuō)的僅僅是蟲(chóng)洞作為一個(gè)黑洞和白洞之間傳送物質(zhì)的道路,但是蟲(chóng)洞的作用遠(yuǎn)不只如此。
黑洞和黑洞之間也可以通過(guò)蟲(chóng)洞連接,當(dāng)然,這種連接無(wú)論是如何的將強(qiáng),它還是僅僅是一個(gè)連通的“宇宙監(jiān)獄”。
蟲(chóng)洞不僅可以作為一個(gè)連接洞的工具,它還在宇宙的正常時(shí)空中出現(xiàn),成為一個(gè)突然出現(xiàn)在宇宙中的超空間管道。
蟲(chóng)洞沒(méi)有視界,有的僅僅是一個(gè)和外界的分解面。蟲(chóng)洞通過(guò)這個(gè)分解面和超空間連接,但是在這里時(shí)空曲率不是無(wú)限大。就好比在一個(gè)在平面中一條曲線和另一條曲線相切,在蟲(chóng)洞的問(wèn)題中,它就好比是一個(gè)四維管道和一個(gè)三維的空間相切,在這里時(shí)空曲率不是無(wú)限大。因而我們現(xiàn)在可以安全地通過(guò)蟲(chóng)洞,而不被巨大的引力所摧毀。
3性質(zhì)蟲(chóng)洞有些什么性質(zhì)呢?最主要的一個(gè),是相對(duì)論中描述的,用來(lái)作為宇宙中的超空間管道或“灰道”。但是,蟲(chóng)洞的第二個(gè)重要的性質(zhì),也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們:蟲(chóng)洞不可能成為一個(gè)宇宙的連接通道。蟲(chóng)洞的存在,依賴于一種奇異的性質(zhì)和物質(zhì),而這種奇異的性質(zhì),就是負(fù)能量。只有負(fù)能量才可以維持蟲(chóng)洞的存在,保持蟲(chóng)洞與外界時(shí)空的分界面持續(xù)打開(kāi)。當(dāng)然,狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來(lái)分析物理問(wèn)題。同樣的,負(fù)能量在狄拉克的另一個(gè)參照系中,是非常容易實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)槟芰康谋憩F(xiàn)形式和觀測(cè)物體的速度有關(guān)。這個(gè)結(jié)論在規(guī)范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據(jù)參照系的不同,負(fù)能量是十分容易實(shí)現(xiàn)的。在物體以近光速接近蟲(chóng)洞的時(shí)候,在蟲(chóng)洞的周圍的能量自然就成為了負(fù)的。因而以接近光速的速度可以進(jìn)入蟲(chóng)洞,而速度離光速太大,那么物體是無(wú)論如何也不可能進(jìn)入蟲(chóng)洞的。這個(gè)也就是蟲(chóng)洞的特殊性質(zhì)之一。
但是蟲(chóng)洞并沒(méi)有這么太平。前面說(shuō)的是在安靜的相對(duì)論中的蟲(chóng)洞,在暴躁的量子理論中,蟲(chóng)洞的性質(zhì)又有了十分重要的變化。
先來(lái)看在黑洞中的蟲(chóng)洞,也就是史瓦西喉和奇點(diǎn)周圍形成的子宇宙。
黑洞周圍的量子真空漲落在黑洞巨大引力的作用下,會(huì)被黑洞的引力能“喂”大,成為十分強(qiáng)烈的能量輻射。這種能量會(huì)毫不留情地將一切形式的蟲(chóng)洞摧毀。
在沒(méi)有黑洞包圍的蟲(chóng)洞中,由于同樣的沒(méi)有黑洞巨大引力的“喂養(yǎng)”,蟲(chóng)洞本身也不可能開(kāi)啟太久。蟲(chóng)洞有很大幾率被隨機(jī)打開(kāi),但是有更大的幾率突然消失。蟲(chóng)洞打開(kāi)的時(shí)間十分短,僅僅是幾個(gè)普朗克時(shí)間。在如此短的“壽命”中,即使是光也不可能走完蟲(chóng)洞的一半旅途,而在半路由于蟲(chóng)洞的消失而在整個(gè)時(shí)空中消失,成為真正的四維時(shí)空旅行者。
而且,在沒(méi)有物體通過(guò)蟲(chóng)洞的時(shí)候,蟲(chóng)洞還比較“長(zhǎng)壽”,而一旦有物體進(jìn)入了蟲(chóng)洞,如果這個(gè)物體是負(fù)能量的,那么還好,蟲(chóng)洞會(huì)被撐開(kāi);但是如果物體是正能量的,那么蟲(chóng)洞會(huì)在物體“自然死亡”以前就“滅亡”掉。而在宇宙中,幾乎無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在能量輻射通過(guò)宇宙的每一個(gè)角落,而這些輻射都是正能量的,因此幾乎可以肯定,在自然情況下是不存在蟲(chóng)洞的。
4產(chǎn)生蟲(chóng)洞的自然產(chǎn)生機(jī)制有兩種:
其一,是黑洞的強(qiáng)大引力能;
其二,是克爾黑洞的快速旋轉(zhuǎn),其倫斯——梯林效應(yīng)將黑洞周圍的能層中的時(shí)空撕開(kāi)一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉(zhuǎn)能的作用下被擊穿,成為一些十分小的蟲(chóng)洞。這些蟲(chóng)洞在黑洞引力能的作用下,可以確定它們的出口在那里,但是現(xiàn)在還不可能完全完成,因?yàn)榱孔永碚摵拖鄬?duì)論還沒(méi)有完全結(jié)合。