2021-06-09 出版
 
上一期   下一期
返回首页 | 版面概览 | 版面导航 | 标题导航
量子纠缠让虫洞从科幻走向现实
本文字数:849

长久以来,人们都无法确定虫洞是否真实存在。不过近几年的一些研究表明,虫洞确实是可能存在的。而且,利用物理学理论便可以构造出微型虫洞。

虫洞的概念最早由物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森提出。爱因斯坦和罗森发现,至少在理论上,黑洞的表面可能成为连接另一片空间的桥梁。后续的研究工作拓展了这一想法,但是却遇到了两个始终无法克服的难题:虫洞十分脆弱和微小,这就导致了虫洞很难被发现且很难被人类所利用。根据广义相对论,任何普通物质穿过虫洞的引力作用都会牵拉并关闭这一隧道。因此,形成稳定的虫洞需要某种额外的物质,以保持虫洞持续、稳定地开放,研究人员将其称为“奇异”物质。

此外,科学家研究发现,虫洞的形成过程依赖于一种特殊效应,这种效应使得宏观世界的旅行者无法进入虫洞。因此,研究虫洞的难点在于生成虫洞的过程和稳定虫洞的“奇异”物质不能偏离人们所熟悉的物理学理论太远。

迄今为止,科学家只能根据物理学理论构想出微观尺度的虫洞。要想“制造”出更大的虫洞,似乎还需要一种既特殊又稳定的过程或物质。

2017年,虫洞研究取得了突破性进展,专家发现了一种利用量子纠缠来实现可持续开放虫洞的方法。纠缠态的特殊性质使其可以提供维持虫洞稳定性所需的物质。而由于“纠缠”是量子物理学的标准特征,因此这一状态相对来说比较容易产生。虽然这种方法有助于稳定虫洞,但它仍然只能产生微小的虫洞。不过,这一研究启发了一系列后续研究工作,科学家可以利用这种“纠缠”来研究不同类型的物质,找到更大、更古老的黑洞。

美国专家曾于2013年指出,虫洞和量子纠缠之间存在联系,他和普林斯顿大学的阿列克谢·米列欣发现了一种可以产生大型虫洞的方法。不过,这种方法的难点在于,充斥于宇宙中的暗物质,必须要表现出一种特定的行为,且这种行为在我们生存的宇宙中不太可能出现。

虫洞研究的热潮还未退去。虽然目前科学家还不能制造出满足人类穿越梦想的虫洞,但相关研究确实取得了一些成果。“通过研究,我们了解到,实际上利用简单的量子效应便可以制造能保持开放的虫洞。”研究者表示。

(李诗源)