不是科幻小说：德国物理学家说可能存在可穿越的虫洞

时间：2022-01-22 10:52:42 来源：

德国物理学家探索时空隧道的可能性。

虫洞在许多科幻电影中起着关键作用-通常是空间中两个遥远点之间的捷径。但是，在物理学中，这些时空隧道纯粹是假设的。由奥尔登堡大学的Jose LuisBlázquez-Salcedo博士领导的国际团队现在在科学期刊《 Physical Review Letters》中提出了一种新的理论模型，该模型使微观虫洞看起来比以前的理论更不易取。

像黑洞一样，虫洞出现在1916年出版的爱因斯坦广义相对论方程中。爱因斯坦理论的一个重要假设是，宇宙具有四个维度-三个空间维度和作为第四维度的时间。它们一起形成了所谓的时空，时空可以被诸如星星之类的大物体拉伸和弯曲，就像橡胶板会被沉入其中的金属球弯曲一样。时空的曲率决定着太空飞船和行星等物体以及光在其中的移动方式。

“从理论上讲，时空也可以在没有大物体的情况下弯曲和弯曲，”布拉兹克斯-萨尔塞多说。此后转任至西班牙马德里康普鲁坦斯大学。在这种情况下，虫洞在时空中将是一个极度弯曲的区域，类似于两个相互连接的漏斗并连接空间中的两个遥远点，例如隧道。这位物理学家解释说：“从数学的角度来看，这样的捷径是可能的，但没人能观察到真正的虫洞。”

而且，这种虫洞将是不稳定的。例如，如果一艘太空飞船要飞入其中，它会立即崩溃成一个黑洞-一个物质消失的物体，再也看不到了。它与宇宙中其他地方的联系将被切断。先前的模型表明，保持虫洞开放的唯一方法是使用奇异的物质，该物质的质量为负，换句话说，其重量小于或等于零，并且仅在理论上存在。

但是，来自奥尔登堡大学的Blázquez-Salcedo和他的同事Christian Knoll博士和来自葡萄牙阿威罗大学的Eugen Radu博士在他们的模型中证明，如果没有这种问题，虫洞也是可以穿越的。

研究人员选择了一种相对简单的“半古典”方法。他们将相对论的要素与量子理论和经典的电动力学理论相结合。在他们的模型中，他们将某些基本粒子（例如电子和它们的电荷）视为要通过虫洞的物质。作为数学描述，他们选择了狄拉克方程，该方程根据量子论和相对论将粒子的概率密度函数描述为所谓的狄拉克场。

正如物理学家在他们的研究中所报告的那样，将Dirac场包含到他们的模型中允许存在可被物质穿越的虫洞，前提是该虫洞的电荷与质量之比超过一定限制。除物质外，信号（例如电磁波）也可能在时空中穿越微小的隧道。团队推测的微观虫洞可能不适合星际旅行。此外，该模型必须进一步完善，以查明是否可能确实存在这种异常结构。“我们认为虫洞也可以存在于完整的模型中，” Blazquez-Salcedo说。

参考：Jose LuisBlázquez-Salcedo，Christian Knoll和Eugen Radu撰写的“爱因斯坦-狄拉克-麦克斯韦理论中的可变形虫洞”，2021年3月9日，《物理评论快报》。
10.1103 / PhysRevLett.126.101102

科学家在由德国研究基金会（DFG）资助的“重力模型”研究培训小组中对其论文进行了研究。它由不来梅大学应用空间技术和微重力中心（ZARM）的Oldenburg物理学家Jutta Kunz教授和ClausLämmerzahl教授领导。除奥尔登堡大学外，该计划还涉及其他几所大学和研究机构。

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