理論上,一個物理物體,例如人或太空船,可以穿過物體中心的蟲洞。,甚至可能進入另一邊的另一個宇宙,物理學家建議。
看起來像是情節的邏輯延伸星際效應- 太空人在遭受災難性影響後試圖尋找另一個宇宙毀滅地球-物理學家模擬瞭如果一把椅子、一位科學家和一艘太空船最終進入黑洞的球形蟲洞,會發生什麼事。
“我們所做的是重新考慮重力與時空基本結構之間關係的基本問題,”團隊成員之一說道來自葡萄牙里斯本大學的迭戈·魯別拉-加西亞 (Diego Rubiera-Garcia)。
「實際上,我們放棄了一個假設,但是沒有第一的它有理由在這個理論的擴展中成立。
因此,讓我們先退後一步,了解一些基礎知識。 根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞的中心是奇點- 重力最強的點,以及時間和空間有效結束。
如果一個物體接近事件視界,由於黑洞內部存在極端的潮汐力,它會在一個方向上被擠壓,並在另一個方向上被拉伸。 如果該物體保持完整足夠長的時間以使其到達黑洞中心,它將無限長且薄:基本上,它已經面目全非。
多年來,物理學家一直在研究黑洞中心存在奇點的假設,因為在我們真正證明奇點存在之前,理論上可能有多種可能性仍然有效。
今年早些時候英國劍橋大學的物理學家認為,沒有理由認為奇點一定位於黑洞內部。 他們認為在一個有五個或更多維度的宇宙中—這對我們來說不是不可能的- 一個「裸」可能單獨存在,不受事件視界的限制。
當然,這對我們目前對物理定律如何支配我們的宇宙的理解來說意義重大,因為它基本上需要愛因斯坦的廣義相對論是錯誤的。
「如果存在裸奇點,廣義相對論就會失效,」研究小組成員薩蘭·圖尼亞蘇烏納庫爾 (Saran Tunyasuvunakool) 說道。一月回來。“如果廣義相對論失效,一切都會顛倒過來,因為它不再具有任何預測能力——它不能再被視為解釋宇宙的獨立理論。”
愛因斯坦犯錯也不是不可能的。 已經奮鬥了幾十年廣義相對論似乎與量子力學發生衝突- 一個被稱為資訊悖論的問題。
因此,假設廣義相對論的規定不是一成不變的,魯別拉-加西亞團隊的新研究認為,如果你從黑洞中去除奇點,你在中心得到的將是一個有限大小的蟲洞。
然後,他們弄清楚瞭如果各種物體(一把椅子、一位科學家和一艘太空船)超越視界並進入蟲洞,會發生什麼事。 這些物件被稱為「觀察者」。
他們將這些觀察者建模為透過物理或化學相互作用連接的點的集合,當物體沿著測地線移動時,這些點將所有東西結合在一起。 測地線只是自由落體物體在時空中所遵循的路徑。
“觀察者的每個粒子都遵循由引力場確定的測地線,”魯別拉-加西亞說。 “每個測地線感受到的重力略有不同,但身體組成之間的相互作用仍然可以維持身體。”
在期刊發表經典和量子引力,研究人員透過展示光線在身體兩個部分之間往返所花費的時間總是有限的來證明這一點。
這意味著有限的力,無論有多強,都可以補償蟲洞附近和內部的引力場對穿過蟲洞的物理體的影響。
“因此,身體的不同部位仍然會建立物理或化學相互作用,因此,因果關係仍然適用於蟲洞的喉嚨。”他們解釋。
那麼為什麼廣義相對論預測,如果我們假設黑洞的中心是,接近黑洞的物體將沿著一個方向被擠壓並沿著另一個方向無限拉伸蟲洞與有限的半徑,物體只能被粉碎到蟲洞大小的程度。
這意味著,根據魯別拉-加西亞的假設,一個物體可以在穿越蟲洞的旅程中倖存下來,並在技術上完好無損地從另一邊出來,並可能到達另一個宇宙,但它會被壓碎到有限蟲洞的大小。 至少沒有完全被毀掉吧?
「對於理論物理學家來說,觀察者的痛苦是可以接受的(人們甚至可能認為這是實驗學家工作的一部分),但他們的徹底毀滅則不然。”魯別拉-加西亞和他的團隊在一篇評論文章中打趣道。
直到我們弄清楚如何真正看到一個黑洞,所有這一切都將完全真實地停留在純粹假設的領域。 但我們開始看到黑洞可能不像我們想像的那樣可怕、毀滅存在的死亡陷阱。
正如霍金在一次會議上所說早在2015年8月關於他的解決方案資訊悖論:“本次講座的信息是,黑洞並不像所描繪的那麼黑。它們並不是曾經想像的永恆的監獄……如果你覺得自己身處黑洞中,請不要放棄。有出去的路。”