理论上,一个物理物体,例如人或航天器,可以穿过物体中心的虫洞。,甚至可能进入另一边的另一个宇宙,物理学家建议。
看起来像是情节的逻辑延伸星际穿越- 宇航员在遭受灾难性影响后试图寻找另一个宇宙毁灭地球——物理学家模拟了如果一把椅子、一位科学家和一艘宇宙飞船最终进入黑洞的球形虫洞,将会发生什么。
“我们所做的是重新考虑重力与时空基本结构之间关系的基本问题,”团队成员之一说道来自葡萄牙里斯本大学的迭戈·鲁别拉-加西亚 (Diego Rubiera-Garcia)。
“实际上,我们放弃了一个假设,但是没有第一的它有理由在这个理论的扩展中成立。”
因此,让我们先退后一步,了解一些基础知识。 根据爱因斯坦的广义相对论,黑洞的中心是奇点- 重力最强的点,以及时间和空间有效结束。
如果一个物体接近事件视界,由于黑洞内部存在极端的潮汐力,它会在一个方向上被挤压,并在另一个方向上被拉伸。 如果该物体保持完整足够长的时间以使其到达黑洞中心,它将无限长且薄:基本上,它已经面目全非。
多年来,物理学家一直在研究黑洞中心存在奇点的假设,因为在我们真正证明奇点存在之前,理论上可能有多种可能性仍然有效。
今年早些时候英国剑桥大学的物理学家认为,没有理由认为奇点一定位于黑洞内部。 他们认为在一个有五个或更多维度的宇宙中——这对我们来说不是不可能的- 一个“裸”可能单独存在,不受事件视界的限制。
当然,这对于我们目前对物理定律如何支配我们的宇宙的理解来说意义重大,因为它基本上需要爱因斯坦的广义相对论是错误的。
“如果存在裸奇点,广义相对论就会失效,”研究小组成员萨兰·图尼亚苏乌纳库尔 (Saran Tunyasuvunakool) 说道。一月份回来。“如果广义相对论失效,一切都会颠倒过来,因为它不再具有任何预测能力——它不能再被视为解释宇宙的独立理论。”
爱因斯坦犯错也不是不可能的。 已经奋斗了几十年广义相对论似乎与量子力学发生冲突- 一个被称为信息悖论的问题。
因此,假设广义相对论的规定不是一成不变的,鲁别拉-加西亚团队的新研究认为,如果你从黑洞中去除奇点,你在中心得到的将是一个有限大小的虫洞。
然后,他们弄清楚了如果各种物体(一把椅子、一位科学家和一艘航天器)超越视界并进入虫洞,会发生什么。 这些对象被称为“观察者”。
他们将这些观察者建模为通过物理或化学相互作用连接的点的集合,当物体沿着测地线移动时,这些点将所有东西结合在一起。 测地线只是自由落体物体在时空中所遵循的路径。
“观察者的每个粒子都遵循由引力场确定的测地线,”鲁别拉-加西亚说。 “每个测地线感受到的重力略有不同,但身体成分之间的相互作用仍然可以维持身体。”
在期刊上发表经典和量子引力,研究人员通过展示光线在身体两个部分之间往返所花费的时间总是有限的来证明这一点。
这意味着有限的力,无论有多强,都可以补偿虫洞附近和内部的引力场对穿过虫洞的物理体的影响。
“因此,身体的不同部位仍然会建立物理或化学相互作用,因此,因果关系仍然适用于虫洞的喉咙。”他们解释。
那么为什么广义相对论预测,如果我们假设黑洞的中心是,接近黑洞的物体将沿一个方向被挤压并沿另一个方向无限拉伸虫洞与有限的半径,物体只能被粉碎到虫洞大小的程度。
这意味着,根据鲁别拉-加西亚的假设,一个物体可以在穿越虫洞的旅程中幸存下来,并在技术上完好无损地从另一边出来,并可能到达另一个宇宙,但它会被压碎到有限虫洞的大小。 至少没有完全被毁掉吧?
“对于理论物理学家来说,观察者的痛苦是可以接受的(人们甚至可能认为这是实验学家工作的一部分),但他们的彻底毁灭则不然。”鲁别拉-加西亚和他的团队在一篇评论文章中打趣道。
直到我们弄清楚如何真正看到一个黑洞,所有这一切都将完全真实地停留在纯粹假设的领域。 但我们开始看到黑洞可能不像我们想象的那样可怕、毁灭存在的死亡陷阱。
正如霍金在一次会议上所说早在2015年8月关于他的解决方案信息悖论:“本次讲座的信息是,黑洞并不像所描绘的那么黑。它们并不是曾经想象的永恒的监狱……如果你觉得自己身处黑洞中,请不要放弃。有出去的路。”