外星人能穿越虫洞吗?

星际旅行背后的科学是什么?
2023年6月9日

采访

托比·怀斯曼,伦敦帝国学院

虫洞

一个虫洞

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关于外星人,有一件事是肯定的,如果他们真的存在并且正在拜访我们,那就是他们一定有技术可以让他们在太空中穿越很远的距离,大概是通过各种各样的技巧,以非常高的速度——可能比光速还快。如果有,怎么做?伦敦帝国理工学院的理论物理学家托比·怀斯曼…

嗯,传统的方法可能是他们用他们辉煌的文明技术开发的某种超高速火箭。他们可能也遇到了曲速引擎的想法,并使之成为现实。也许更奇怪的是,它们能够利用黑洞在宇宙中弹弓。甚至可能是虫洞,它们可以通过虫洞穿越很远的距离。这些都是新奇的想法。

克里斯:第一个是非常强大的火箭,这是几百年前艾萨克·牛顿给我们的技术或物理,但我们知道这是可行的,我们知道这是合理的。但这真的能解决问题吗?因为我们这里讨论的是宇宙间的距离,最小距离是多少?如果宇宙中有生命不在我们的附近,那么外星人先生或夫人到达这里的最小距离是多少?

托比:嗯,如果它们来自银河系内部,我们说的可能是数万光年之外。但如果我们说的是银河系之外,它们可能需要数百万甚至数十亿光年的距离才能到达我们这里。

克里斯-所以这对火箭来说是不可能的。

托比-我不确定那是真的。如果我们能遵循物理定律。爱因斯坦告诉我们的一件事是你的速度不能超过光速。我相信他,我不认为你可以,但他也说过,如果你能以非常接近光速的速度旅行,你感知时间和空间的方式就会改变。所以事实上,如果你能以非常快的速度移动接近光速,原则上,你就能在任意短的时间内移动很远的距离。

克里斯:这意味着,如果他们走得非常非常快,对他们来说,时间继续以我的时钟的速度滴答作响。但对其他人来说,他们的时钟指向了遥远的未来。所以基本上,如果你以接近光速的速度旅行,时间对你来说会以正常的速度进行。但你说的是我比你老得快多了。因此,你得到的地方不会让你浪费太多时间,但其他人却会浪费大量时间。

托比-完全正确。例如,离我们最近的恒星大约有4光年远。如果你能以非常非常接近光速的速度乘坐某种聪明的火箭,我在地球上看着你,我看到你花了大约四年的时间到达那里,再花四年的时间回来。在那段时间里,我老了八岁。但对你来说,如果你能达到非常接近光速的速度,你可以在几个小时内完成。

克里斯-天哪,这真是令人费解的事情。你提到的另一件事是虫洞。现在这些在科幻小说中出现了很多关于这个的类比是他们说,好吧,与其沿着一整张纸,如果你把纸卷起来让两端相遇,那么你可以从纸的一端跳到另一端在很短的距离内。现在,这是为了艺术许可的目的而扭曲了物理规则还是其中有一些真理的核心?

所以虫洞和探索的科学史可以追溯到很久以前。爱因斯坦的时空理论很奇怪,说实话,原则上时空可以像你描述的那样弯曲。就像这张纸一样,在两点之间可能会有一条传统的路线,但可能会有一些新的捷径不在纸上,一种连接两点的隧道。原则上,这在爱因斯坦的方程中是可能的。事实上,这样的解已经在数学上写出来了。但是我们认为支持这样的解决方案所需要的那种物质我们认为不存在所以它可能真的是一条捷径。我们认为虫洞是有可能的,有可能通过一些奇怪的虫洞隧道,在时空中连接两个点,在这些点之间有一条替代路线。但这条路线似乎总是比传统路线要长。因此,作为长途旅行的一种方式,它不是很有用。

Chris -这听起来像伦敦的地铁,因为当我乘坐地铁时,我总是与表面上的现实失去联系,我发现在地铁上的漫长旅程,我可以离开车站,走一条街,我就会到达我想去的地方。

托比-就是这样。有了伦敦地铁,当然你有A点和B点,你可以在地面上行走。大多数人都不想这么做。但实际上距离并不是很远,尤其是在伦敦市中心。如果你下到地下,你就有了一条全新的路线。如果你不能坐火车,你必须步行,这条路线实际上会比通常你在地面上走的要长。所以这不是一个很好的出行方式。也许人们会发明虫洞,让一些神奇的火箭穿过虫洞,并以这种方式使用虫洞。但就我们目前所知,虫洞是可能的,但它们不会是捷径。你穿过虫洞要花更长的时间。 It's also unclear how you could create the wormhole. So if they're preexisting, perhaps you could use them in some useful way, but we don't know how you could create two wormholes, or a wormhole with ends at very far separated points.

克里斯:你没有提出一个令人信服的理由,说明外星人能够以一种实际的方式做到这一点,如果他们要这样做的话,他们必须非常非常想这样做。我想这就引出了我的下一个观点,那就是他们为什么要来这里?当然,如果他们能做到这一切并实现这一切,他们不是已经有能力接触并了解我们的一切,而不需要真正的麻烦和琐事来这里吗?

托比-我想你是对的。现代物理学可能告诉我们的是,虽然原则上人们可以进行长距离旅行,但这需要超级巨大的能量。也许需要大量的反物质来制造火箭。这种技术远远超出了我们现有的任何技术。他们将是一个非常先进的文明。他们的能力和我们完全不一样。所以为什么他们现在想来这里看着我们,而不是任何时候,我认为这是一个非常好的问题。

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