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相信看过《机器猫》的人一定会对里面的时光机器记忆犹新。
故事中,机器猫和野比走进抽屉,乘坐一个简陋的时光穿梭机,一会儿回到了恐龙时代,一会儿又探访未来,令人眼界大开。如今,两名俄罗斯数学物理学家可能会创造出一条时空隧道。这究竟是怎么回事?
穿越虫洞纵横古今
两名俄罗斯数学物理学家提出,这次实验可能会创造一条时空隧道,电影《回到未来》中的情节有望成为现实。
欧洲核子研究组织(CERN)在瑞士日内瓦建造了大型强子对撞器(简称LHC),重逾38000吨,位于瑞士与法国边境地底100米,是一条27公里长的环形隧道。LHC造价约为700亿元人民币,它也是全球最大的粒子加速对撞设备。
CERN期望实验会重现创世大爆炸发生的情形,让科学家研究宇宙的起源。不过,莫斯科斯捷克洛夫数学研究所的数学家阿列费娃和沃洛维奇指出,地球重力会对宇宙结构“时空”造成轻微扭曲,而LHC令细小粒子以接近光速对撞所产生的能量,将大得令时间自行折叠,形成虫洞,出现时空隧道。
关于时光旅行,人们有过很多美丽的遐想,最成熟的一个设想就是通过虫洞,将两个不同的时空连接在一起。
相连的两个时空,可以是两个完全不同的宇宙,也可以是同一宇宙的两个不同地方。任何物体都可以通过虫洞,从一个时空自由出入另一个时空。
虫洞时光机三步曲
建造“虫洞”时光机需要三个步骤。
首先,我们要寻找或制造一个虫洞。大的虫洞也许自然存在于太空深处,是大爆炸的遗迹。要不然,我们就只好人工制造虫洞——最有可能的一种方式就是由粒子加速器模仿宇宙大爆炸,让粒子对撞来制造。然后我们使虫洞稳定,注入负能量,使讯号或物体得以安全穿越虫洞。虫洞倾向于挤压成一个密度无穷大或近乎无穷大的点,而负能量可对抗这个趋势。换言之,它会避免虫洞变成黑洞。
最后是拖曳虫洞。假设有一艘具有高度先进科技的太空船,会将虫洞的两个口分开。其中一个开口或许可置放于中子星表面附近。中子星是极度致密、有强大重力场的星球,此强重力场会使时间过得慢很多。由于时间在虫洞的另一开口处过得较快,这两个开口便在空间及时间上都被截然分开。
呼应爱因斯坦相对论
爱因斯坦在相对论中指出,在我们的宇宙之中,时间与空间是相互交叉的,当物体的质量与速度不断增加,其存在的时间和空间也将随之变化。以前的一些实验亦证明了它的正确性:科学家利用一个粒子加速器把粒子加速到接近光速,便发现这些粒子要比在实验室放着的其他粒子衰变得慢。
爱因斯坦的相对论中提到了一种新的空间结构——四维空间,它在我们传统的三维世界之上又增加了一维。
传统的三维空间论里,我们可以给任何物质一个相对参照系内的坐标,以表明它的空间位置。这是我们可以理解和接受的,就像理解长宽高一样。但是,在此之上再加一维,我们恐怕就难以理解和接受了。而爱因斯坦也没有就此事留下足以让人充分肯定的说明和“样板工程”,相反,他给我们留下了足够的想象和探索的空间。
在爱因斯坦的相对论里,光速是一个非常重要的元素,质能转换公式、时光倒流理论等,光速及其等量数值都有身影在其中。
“当我们以接近光速的速度移动时,我们的标尺将会缩短、时钟将会变慢”。爱因斯坦在相对论里为我们描述“当我们以光速移动时,时间将不再流动;而我们开始以超越光速的速度移动时,时光将会倒流!”也就是说,只要能够建造一个稳定的虫洞,就可以跨越时间和空间。数学家把这种情形称作“多连通空间”。
很多科学家预言,CERN强子对撞实验启动的2008年,将会是时光机器产生的新纪元。
实验最终会发生什么,或改变什么,在实验成功启动之前,一切都还只是猜测,但作为一场史无前例的科研事件,它的意义决不会只是猜测。
美国《科学》杂志评价说:“即使它只能贡献少量科研数据,也足以称一项重大进展。”
故事中,机器猫和野比走进抽屉,乘坐一个简陋的时光穿梭机,一会儿回到了恐龙时代,一会儿又探访未来,令人眼界大开。如今,两名俄罗斯数学物理学家可能会创造出一条时空隧道。这究竟是怎么回事?
穿越虫洞纵横古今
两名俄罗斯数学物理学家提出,这次实验可能会创造一条时空隧道,电影《回到未来》中的情节有望成为现实。
欧洲核子研究组织(CERN)在瑞士日内瓦建造了大型强子对撞器(简称LHC),重逾38000吨,位于瑞士与法国边境地底100米,是一条27公里长的环形隧道。LHC造价约为700亿元人民币,它也是全球最大的粒子加速对撞设备。
CERN期望实验会重现创世大爆炸发生的情形,让科学家研究宇宙的起源。不过,莫斯科斯捷克洛夫数学研究所的数学家阿列费娃和沃洛维奇指出,地球重力会对宇宙结构“时空”造成轻微扭曲,而LHC令细小粒子以接近光速对撞所产生的能量,将大得令时间自行折叠,形成虫洞,出现时空隧道。
关于时光旅行,人们有过很多美丽的遐想,最成熟的一个设想就是通过虫洞,将两个不同的时空连接在一起。
相连的两个时空,可以是两个完全不同的宇宙,也可以是同一宇宙的两个不同地方。任何物体都可以通过虫洞,从一个时空自由出入另一个时空。
虫洞时光机三步曲
建造“虫洞”时光机需要三个步骤。
首先,我们要寻找或制造一个虫洞。大的虫洞也许自然存在于太空深处,是大爆炸的遗迹。要不然,我们就只好人工制造虫洞——最有可能的一种方式就是由粒子加速器模仿宇宙大爆炸,让粒子对撞来制造。然后我们使虫洞稳定,注入负能量,使讯号或物体得以安全穿越虫洞。虫洞倾向于挤压成一个密度无穷大或近乎无穷大的点,而负能量可对抗这个趋势。换言之,它会避免虫洞变成黑洞。
最后是拖曳虫洞。假设有一艘具有高度先进科技的太空船,会将虫洞的两个口分开。其中一个开口或许可置放于中子星表面附近。中子星是极度致密、有强大重力场的星球,此强重力场会使时间过得慢很多。由于时间在虫洞的另一开口处过得较快,这两个开口便在空间及时间上都被截然分开。
呼应爱因斯坦相对论
爱因斯坦在相对论中指出,在我们的宇宙之中,时间与空间是相互交叉的,当物体的质量与速度不断增加,其存在的时间和空间也将随之变化。以前的一些实验亦证明了它的正确性:科学家利用一个粒子加速器把粒子加速到接近光速,便发现这些粒子要比在实验室放着的其他粒子衰变得慢。
爱因斯坦的相对论中提到了一种新的空间结构——四维空间,它在我们传统的三维世界之上又增加了一维。
传统的三维空间论里,我们可以给任何物质一个相对参照系内的坐标,以表明它的空间位置。这是我们可以理解和接受的,就像理解长宽高一样。但是,在此之上再加一维,我们恐怕就难以理解和接受了。而爱因斯坦也没有就此事留下足以让人充分肯定的说明和“样板工程”,相反,他给我们留下了足够的想象和探索的空间。
在爱因斯坦的相对论里,光速是一个非常重要的元素,质能转换公式、时光倒流理论等,光速及其等量数值都有身影在其中。
“当我们以接近光速的速度移动时,我们的标尺将会缩短、时钟将会变慢”。爱因斯坦在相对论里为我们描述“当我们以光速移动时,时间将不再流动;而我们开始以超越光速的速度移动时,时光将会倒流!”也就是说,只要能够建造一个稳定的虫洞,就可以跨越时间和空间。数学家把这种情形称作“多连通空间”。
很多科学家预言,CERN强子对撞实验启动的2008年,将会是时光机器产生的新纪元。
实验最终会发生什么,或改变什么,在实验成功启动之前,一切都还只是猜测,但作为一场史无前例的科研事件,它的意义决不会只是猜测。
美国《科学》杂志评价说:“即使它只能贡献少量科研数据,也足以称一项重大进展。”