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原标题:特定条件下,少量信息可“摧毁”一个黑洞

浏览次数:80 时间:2020-02-01

科技日报讯 想通过黑洞传递消息?那最好简明扼要一些。据美国太空网近日报道称,物理学家一项最新研究表明,在特定条件下,少量信息可以穿过理论上存在的、连接着不同宇宙黑洞的虫洞。不过,只有一两个量子位信息能够穿越虫洞。而部分科学家也认为,宇宙中的先进文明可能会创造或者操纵这种黑洞,这种可能性并不为零。

北京时间10月28日消息,据国外媒体报道,一项新研究指出,恒星怪异的摆动行为可能会暴露虫洞的位置,如果这些传说中时空隧道真实存在的话。

简单来说,黑洞是一种天体,而虫洞是一个“通道”——理论上连接时空中两个遥远地区的假想通道,进入虫洞的物体能够回到过去或者跃向未来。这一极具震撼力的假设,在1930年由阿尔伯特⋅爱因斯坦及纳森⋅罗森提出。

虫洞是科幻小说中长盛不衰的主题。多年来,在许多故事、书籍和电影中,主人公都以虫洞作为宇宙中的捷径,穿梭于相隔遥远的星球之间。根据爱因斯坦的广义相对论,虫洞的存在是有可能的,但从来没有人证实过。

众所周知,无论什么进入黑洞,都再也无法逃脱。但如果一个黑洞通过虫洞与另一个黑洞相连,并且信息的传送路线恰到好处,那这条信息理论上可以穿过虫洞,从虫洞的另一端逃出,进入另一个宇宙。现在研究人员指出,这条成功穿越的信息一定要足够“短”。

这项新研究提供了一种对虫洞进行试探性侦测的可能方法,那就是寻找微小但奇怪的恒星运动。“如果有两颗恒星分别位于虫洞的两侧,那在我们这一侧的恒星应该能感受到另一侧恒星的引力影响,“研究作者之一、纽约州立大学布法罗分校的宇宙学家和物理学教授德扬·斯托伊科维奇在一份声明中说,“引力流会穿过虫洞。”

南非金山大学研究员萨姆⋅范⋅勒文及其同事,此次利用爱因斯坦广义相对论描述的时空几何结构,研究了穿越虫洞的可能性。他们在一个二维宇宙用数学演算描述这一假设,这一过程同样适用于三维宇宙。

虫洞需要时空的极度扭曲,这反过来又依赖于非常强大的引力。因此,想要寻找虫洞,最好的去处很可能在星系核心的超大质量黑洞附近。比如银河系中心的人马座A*,这个超大质量黑洞拥有相当于400万个太阳的质量。

结果表明,一次只有极少量信息能够穿过虫洞。此外,研究人员还发现,让信息穿越虫洞会改变黑洞。作为发送方的黑洞的质量提高,接收的一方则质量减少。当第一条信息抵达后,接收黑洞的质量将减少30%,随着后续的信息传输,接收方黑洞将彻底蒸发消失。而后续信息所携带的信息量也会逐渐减少,直至完全不见。

斯托伊科维奇说:“如果你绘制出人马座A *周围某颗恒星的预期轨道,当那里存在虫洞,且虫洞另一侧又有一颗恒星时,你应该就会看到恒星出现偏离轨道的情况。”

相关研究论文已经发表在预印本平台arXiv上,团队目前仍在进行通过虫洞传输更多信息的相关研究。

他还指出,目前的观测技术还不够灵敏,无法进行这样的探测。但在未来的10年或20年里,随着仪器设备的进步,以及对合适的目标恒星进行长期监测,我们或许就能实现这一目标。

当然,我们还不能太过激动。即使未来天文学家能进行这样的探测,也不一定就能得到确定的结果。“当我们达到观测所需的精度时,如果检测到了S2恒星轨道的扰动,那我们可能会说,虫洞是可能性最高的解释,”斯托伊科维奇说,“但是,我们还不能说这绝对是一个虫洞。可能有其他的解释,或许虫洞这一侧有其他东西干扰了这颗恒星的运动。”

斯托伊科维奇还表示,对于太空探索而言,前景并没有我们想象的那么乐观:虫洞旅行很可能在很长一段时间内只是一个科幻梦想。“即使虫洞可以穿越,人类和宇宙飞船也很可能无法通过,”他说,“实际上,你需要一个负能量来源来保持虫洞的打开状态。我们不知道该怎么做。要创造一个巨大的稳定虫洞,你可能需要一些魔法。”

这项新研究的第一作者是中国扬州大学的戴德昌教授,他和斯托伊科维奇的这篇论文发表在本月早些时候的《物理评论D》杂志上。

什么是虫洞理论?

虫洞可能具有两个开口,由一个通道连接。开口很可能是球状的,而通道可能是一条直线,但也可能弯弯绕绕,比常规路径更长

财神彩票,虫洞理论假设,存在一个理论上的时空通道,可以为穿越宇宙的长途旅行创造捷径。虫洞由爱因斯坦的广义相对论预言,又称爱因斯坦-罗森桥。不过需要小心的是,在穿越虫洞时也可能遭遇突然崩塌、高剂量辐射和有害外来物质的危险。

虫洞理论最早于1916年提出,但当时还不叫这个名称。奥地利物理学家路德维希·弗莱姆回顾了另一位物理学家对爱因斯坦广义相对论中方程组的解,意识到还有另一种可能。他描述了一种“白洞”——理论上与黑洞的时间反转。黑洞和白洞的入口都可以通过时空通道连接。

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