3分钟读懂虫洞与五维空间

2018-01-01
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文章简介：宇宙浩瀚,但人类的探索从未止步.无论是科幻电影还是科幻小说,都在书写对未来的思考.对未知的大胆想象.<星际穿越>就为我们讲述了当人类遭遇生存危机时,穿越星系,寻找新家园的故事.影片所描绘的情景令人神往,宇宙飞船通过穿越虫洞,抵达另一个星系.又通过进入黑洞内部,突破时间空间的藩篱,改变了人类命运.人民日报<发现>栏目邀请南开大学物理学院副教授李磊与记者周飞亚,聊聊虫洞.黑洞.五维空间.时空穿越等概念是否真的存在于宇宙中,人类距离真正了解它们,甚至实现电影中的穿越,还有多远?在电影&l

宇宙浩瀚,但人类的探索从未止步。无论是科幻电影还是科幻小说,都在书写对未来的思考、对未知的大胆想象。《星际穿越》就为我们讲述了当人类遭遇生存危机时,穿越星系,寻找新家园的故事。影片所描绘的情景令人神往,宇宙飞船通过穿越虫洞,抵达另一个星系。又通过进入黑洞内部,突破时间空间的藩篱,改变了人类命运。

人民日报《发现》栏目邀请南开大学物理学院副教授李磊与记者周飞亚,聊聊虫洞、黑洞、五维空间、时空穿越等概念是否真的存在于宇宙中,人类距离真正了解它们,甚至实现电影中的穿越,还有多远?

在电影《星际穿越》中,未来地球已经被狂躁的沙尘暴摧毁;宇航员库珀奉命飞往外太空,通过土星附近的一个虫洞飞往宇宙另一端,寻找人类适合居住的新星球。片中土星旁边一个美丽的球状物体就是虫洞,宇宙过于广阔,从地球到达新的星球,飞船仅仅超越光速还不够,还需要一个扭曲时空的虫洞。

李磊:虫洞是在广义相对论中容许存在的一种特殊结构,它可以把时空中的两个点直接连接起来,不管这两点在空间距离上或时间间隔上相距多远。对它的简单理解,就如同一张纸上相隔较远的两个点,通过折叠将两点重合在一起。

利用虫洞的特性,我们就有可能在较短的时间内完成远距离的空间旅行,或者进行时间旅行。不过,我们还没有在天文观测中找到虫洞存在的实验证据。在理论上也还存在各种各样的困难。例如,制造和维持虫洞可能需要具有负能量的物质。

如果定义真空所具有的能量为零,那么我们通常提到的所有物质和它们的运动形式都具有正能量,负能量就是能量比真空还低。现在知道,只有量子物理中的卡西米尔效应可以提供非常微弱的负能量。所以,虫洞能否存在或制造出来,在理论上还要等待完全量子化的引力理论来作出判断。