創業壓力好大？讓天體物理學蟲洞假說給你點靈感

Random Tags

唔望倒酒鄺社了關解係大傳身臨追求者景子燙嘴定心梁儷衣廠余款勝地思妮奪多錦倫記勢 DUDU 膽邊環團定是非關為房要不是再撈憂強惟胎 B2B2C 真就代孕陳廷桿引 2371 古今雜貨歌向羊想山墳堂張直覺零售 ProductHunt 遠去額達買主公僕巧妙銘斬

創業壓力好大？讓天體物理學蟲洞假說給你點靈感

來源: http://newshtml.iheima.com/2015/0627/150090.html

黑馬說：劉慈欣科幻作品《三體》近年持續大熱。作為劉力薦的天文學通識讀物，美國天體物理學家基普·索恩《星際穿越》一書，被認為是繼史蒂芬·霍金《時間簡史》之後，該領域全球最值得關註的里程碑式著作。雖然蟲洞及穿行蟲洞迄今仍屬科學猜想，但作者就此展開的論證過程或將令讀者腦洞大開。

文 | 基普·索恩
編輯 | 齊介侖

天體物理學中的蟲洞一詞是由我的導師約翰•惠勒提出的，靈感來自蘋果中的蟲洞（見圖 13-1）。

對於一只在蘋果上爬行的螞蟻來說，蘋果的表面是它的整個宇宙。如果蘋果中有一個蟲洞，那麽這只螞蟻從蘋果的頂部到達底部會有兩條途徑：沿著蘋果的表面（也就是螞蟻的宇宙），或者穿過蟲洞。蟲洞這條路顯然更近，它是螞蟻從自己宇宙中的一點到達另一點的捷徑。

蟲洞穿過了蘋果那鮮美的果肉，而這果肉的部分不屬於螞蟻的宇宙。對於生活在二維宇宙中的螞蟻來說，蘋果內部是三維的超體或高維超空間。蟲洞的壁可以被視為螞蟻二維宇宙的一部分，因為蟲洞的壁和螞蟻的宇宙擁有同樣的維度（二維），並且在蟲洞的入口處與這個宇宙（也就是蘋果的表皮）是相連的。在另一種觀點中，蟲洞的壁也不是螞蟻宇宙的一部分。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\VX][P@ZJ0MQCQ@{LDD5JJ$X.png$

圖 13-1

福拉姆、愛因斯坦、惠勒，蟲洞理論縱向叠代中

1916 年，也就是愛因斯坦剛剛把廣義相對論的物理定律公式化之後的那一年，維也納的路德維希•福拉姆（Ludwig Flamm）發現，愛因斯坦廣義相對論方程的一個解可以描述蟲洞（盡管路德維希那時還不把蟲洞稱為“蟲洞”）。

現在我們知道，愛因斯坦方程的很多種解都可以描述不同形狀和性質的蟲洞。但是，路德維希•福拉姆的蟲洞解描述的是其中唯一一個嚴格球對稱並且其中不含任何引力物質的蟲洞。

如果我們截取福拉姆蟲洞（Flamm’s Wormhole）的中央切片，那麽它和我們的宇宙（膜）都將是二維的而不是三維的。如果從三維超體中觀察我們的宇宙和蟲洞，那麽我們會看到類似圖13-2左側部分的景象。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\9E}Z%H2(OF@)~B@SPXCQTB3.png$

圖13-2

由於圖片中的宇宙比我們的宇宙少一個維度，所以我們就得想象自己也是二維生物，並且只能在圖中所示的曲面上或者二維的蟲洞壁上行動。那麽這時，由 A 點到 B點將有兩條路徑，較短的路徑是沿著蟲洞的壁運動，並且穿越蟲洞由 A 點到達 B 點（圖中藍色虛線）；而較長的路徑是沿著彎曲的二維曲面，也就是現在假想的宇宙，繞個大圈最終由 A 點到 B 點（紅色虛線）。

當然，我們的宇宙實際上是三維的，圖13-2左半部分中表現蟲洞入口曲率變化的同心圓，在現實宇宙中其實是一系列嵌套在一起的同心球殼（如圖13-2右半部分所示）。如果你沿著藍色虛線從A點進入蟲洞，那麽你會發現球殼將變得越來越小。盡管這些球殼是內層嵌套的，但它們的尺寸會停止變化。再之後，在你離開蟲洞走向B點時，球殼又會變得越來越大。

在福拉姆發表他的研究結論之後的 19 年里，物理學家們幾乎沒有註意到他關於蟲洞的研究，盡管這一關於愛因斯坦方程的解是如此令人震驚。而後在 1935 年，愛因斯坦本人和同領域的物理學家內森•羅森（Nathan Rosen）在不知道福拉姆研究結論的情況下重新得到了福拉姆 19 年前得到的解，研究了福拉姆蟲洞的性質，並且探討了此類蟲洞在真實宇宙中存在的意義。其他物理學家當時也沒有意識到福拉姆的研究結論，開始把福拉姆蟲洞稱為“愛因斯坦-羅森橋”（Einstein-Rosen bridge）。

通常，人們很難僅僅根據愛因斯坦方程的數學形式就理解它的所有理論預言，其中福拉姆蟲洞就是一個非常有代表性的例子。在 1916—1962 年近半個世紀的時間里，物理學家們一直認為，蟲洞應該是靜態的、永恒不變的，但後來約翰•惠勒和他的學生羅伯特•富勒（Robert Fuller）發現，事實並非如此。他們在數學上進行了更為深入的研究，最後發現，蟲洞會誕生、膨脹、連通和死亡，如圖 13-3所顯示的那樣。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\3]AI)W{828HW0I{`P~4P)78.png$

圖13-3

圖13-3的圖a表示的是，最初，我們的宇宙有兩個相互獨立的奇點。隨著時間的流逝，兩個奇點終於在宇宙的高維超空間里面相互連通，創造出了蟲洞（見圖 b）。然後，蟲洞的周長不斷膨脹生長（見圖 c 和圖 d），然後蟲洞又開始收縮斷開（見圖 e），最後留下兩個獨立的奇點（見圖 f）。誕生、膨脹、收縮和斷開的整個過程是在極短的時間內完成的，任何東西都無法在這麽短的時間里從蟲洞的一端穿越到另一端，即便光也不行。任何嘗試在如此短的時間內完成穿越蟲洞之旅的人或物，都將在蟲洞斷開時被毀滅。

這是無法逃脫的命運。如果宇宙曾經不知何故地產生了一個不包含任何引力物質的球形蟲洞，那麽它將遵循上面描述的步驟走完一生。愛因斯坦的相對論物理定律就是這麽預言的。

惠勒並沒有因為這個結論而灰心。相反，他很高興。他認為，奇點（空間和時間無限彎曲的地方）是現有物理定律的“危機”，而危機正是極好的導師。如果我們明智地去尋根究底，那麽便可以在極大程度上領悟物理定理。

修訂朋友科幻小說給我的啟發

時間快進大約1/4世紀，也就是1985 年5月。

卡爾•薩根給我打電話，讓我評論一下他新寫成的小說《超時空接觸》中關於相對論的描述是否科學準確。我很高興地答應了，因為我們是很好的朋友，並且我想這本書一定很有意思。另外，我還欠他個人情，因為是他介紹我認識了琳達•奧布斯特。

卡爾把他新書的初稿發給了我，我讀了之後非常喜歡。但在我看來，書中有一個問題：在這部小說里，卡爾把女主角埃莉諾•阿羅維（Eleanor Arroway博士從太陽系送到了織女星——是通過一個黑洞傳送過去的。但據我所知，人類是不可能通過黑洞從太陽系到達織女星或者宇宙其他任何地方的，因為在進入黑洞的視界後，埃莉諾•阿羅維博士將被奇點殺死。如果想快速到達織女星，那麽我們的女主角需要的是一個蟲洞，而不是黑洞。而且，這個蟲洞不會斷裂，是一個可以穿行的蟲洞。

所以我問自己，到底怎麽做才能讓福拉姆蟲洞不斷開呢？怎樣才能保證福拉姆蟲洞保持打開且連通的狀態，以讓我們穿行過去呢？通過一個假想的實驗，我找到了答案。

假設你有一個像福拉姆蟲洞那樣的球形蟲洞，但與前者不同的是，它不會斷開。然後，你可以沿著蟲洞的徑向發射一束光。因為這束光的所有光線都是沿著蟲洞的徑向前進的，所以這束光線在蟲洞中的形狀應該如圖 13-4所演示的那樣。在進入蟲洞的時候，光束會匯聚起來（光束的橫截面變小），而當光束從另一端離開蟲洞的時候，光束又會發散開來（光束的橫截面變大）。蟲洞對光線的作用是發散的，類似於一個凹透鏡。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\R0HSZ}UJ``QK%6P]UEX~7V7.png$

圖 13-4

我們知道，引力體（例如太陽或黑洞）會將光線向內彎曲（見下圖），而不能將光線向外彎曲。若想將光線向外彎曲，那麽作為透鏡的引力體需要具有負質量才行（當然負能量也是可行的，因為愛因斯坦的質能守恒方程告訴我們，質量和能量是等效的）。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\6)%@OAZNO]T310QM3$)H%8P.png$

圖13-5

基於上面這些基本事實，我得到了以下結論：

任何可穿行的球對稱蟲洞一定是由某種具備負能量的物質支撐著的。這些物質的能量至少要和光束（或者其他以近光速運動的物體）穿行蟲洞時所承受的負能量相當。（在相對論物理定律里，能量的概念比較奇怪——一個人所測量到的能量取決於他的運動速度和方向。）我把這種具有負能量的物質稱為“奇異物質”（exotic matter）。（後來我才知道，其實根據愛因斯坦的廣義相對論，任何蟲洞，無論球對稱與否，如果想要保持可穿行的性質，其內部必須填充奇異物質。這個結論是加州大學戴維斯分校的丹尼斯·甘農（Dennis Gannon）教授在1975 年證明的一個理論的推論。由於我的一些疏忽，當時我並不知道甘農教授的這一理論。）

令人驚異的是，現有的理論表明，奇異物質是可以存在的，當然這要歸功於量子物理里面那些奇怪的法則。物理學家們甚至在實驗室里制造出了極少量的奇異物質——實驗是在距離極近的兩個導體板之間實現的。這個效應被稱作卡西米爾效應（Casimir effect）。但是那時（1985 年）的我還不是非常清楚蟲洞是否可以抓住足夠多的奇異物質以保持自身的連通，所以我還做了其他兩件事。

第一，我寫信給卡爾，建議他把書中“通過黑洞把埃莉諾·阿羅維博士送到織女星”中“通過黑洞”的部分改成“通過蟲洞”。信中我還附上了一份描述蟲洞的相關計算。這份計算顯示，可穿行蟲洞內必須填入“奇異物質”。卡爾接納了我的建議（並且把我有關蟲洞的方程加在了他小說的致謝里面）。從此，蟲洞正式出現在現代科幻領域，比如小說、電影和電視劇等。

第二，我與我的兩名學生馬克·莫里斯（Mark Morris）和烏爾維·尤爾特塞韋爾（UlviYurtsever）一起發表了兩篇關於“可穿行蟲洞”的科技文章。在這兩篇文章中，我們向物理界同行們提出了一個問題：通過結合量子定律和廣義相對論物理定律，一個高度發達的文明是否可以在蟲洞中放入足夠多的奇異物質來使之保持連通？

這促使物理學家們進行了大量的研究工作。但直到今天為止——大約30 年過去了——這個問題依然沒有答案。絕大部分研究結果給出了否定的答案，“可穿行蟲洞”也許不可能存在。我們離最終的答案還有很長的路要走。相關細節請閱讀我的物理學同事艾倫·埃弗里特（Allen Everett）和托馬斯·羅曼（Thomas Roman）合著的《Time Travel and Warp Drives》一書。

電影《星際穿越》，基於理論猜想的演繹

在電影《星際穿越》中，庫珀說，蟲洞不是一個可以自然發生的物理現象。

我完全同意他的觀點。即便物理定律允許可穿行蟲洞的存在，在真實的宇宙中也是非常不可能的。我必須承認，這里所描述的可穿行蟲洞的存在性與相關性更多的是猜想，連基於現有科學理論的推測都算不上。

為什麽我對蟲洞的自然產生如此悲觀？因為我們沒有看到宇宙中的任何天體在它們“變老”的時候變成蟲洞。相反地，天文學家們看到了許多大質量恒星在耗盡核燃料時塌縮成了黑洞。

另一方面，人們有理由期望蟲洞以“量子泡沫”的形式自然地存在於亞微觀尺度上（如圖13-7所示），這個量子泡沫是一個假想的蟲洞網絡，泡沫會持續不斷地在出現和消失之間波動，而這種波動的方式被我們目前還不是非常清楚的量子引力理論所控制。

在任何一個給定的時間內，泡沫是隨機的。這就意味著，這個泡沫會在一定的概率下呈現出一種形式，同時也會在一定的概率下呈現出另一種形式，而且這些概率是連續變化的。另外，這個量子泡沫非常非常小，泡沫中蟲洞的典型長度是所謂的普朗克長度，即 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 001 厘米，也就是原子核直徑的萬億億分之一。實在是太小了。

回到 20 世紀 50 年代，約翰•惠勒就已經給出了關於量子泡沫的有力論證，但現有證據表明，在量子引力的理論框架下，很多機制會降低量子泡沫的波動幅度，甚至抑制量子泡沫的產生。

如果量子泡沫確實存在，那麽我希望有一個自然過程能夠讓蟲洞從普朗克長度長到人體的尺度，或者更大。這或者就發生在宇宙的極早期，在宇宙極快速“暴漲”膨脹的時候。但是物理學家們並沒有看到任何證據可以表明這種自然增大能夠或已經發生。

另一種產生自然蟲洞的機制就是宇宙的大爆炸創世，但這個可能性極小。我們可以設想可穿行蟲洞在宇宙大爆炸時期本來已經產生，但是這個設想是非常不可能的。之所以說設想，是因為我們對宇宙大爆炸並不了解；之所以說不大可能，是因為在我們所知道的大爆炸中沒有一樣能夠提供形成可穿行蟲洞的線索。

一個超級發達的文明是創造出穩定的可穿行蟲洞的唯一希望，但這要面對太多的困難，所以我依然持悲觀態度。

在一個沒有可穿行蟲洞的空間中制造可穿行蟲洞的可行途徑是：把它從量子泡沫（如果量子泡沫存在的話）中提取出來，放大到人類尺寸，甚至更大，然後向蟲洞中添加奇異物質以保持這個蟲洞的連通。這些步驟，甚至對於超級發達的文明來說，都是一項艱難的任務。當然，這也許僅僅是因為我們不理解如何運用量子引力理論來控制量子泡沫，並提取當中的蟲洞，也不知道早期的放大過程。當然，我們目前對奇異物質的性質也不很了解。
乍看上去，制造一個蟲洞好像很簡單（見圖 13-8）。只要把我們的宇宙膜（我們的宇宙）向著超體的方向推出去，創造出一個小錐體（見圖 a），然後把我們的宇宙繞著超體折疊起來（見圖 b），接著在錐體正下方折疊起來的平直空間上開一個小洞，再在錐體的尖端開一個小洞，最後只要再把這兩個小洞縫起來（見圖 c），一個蟲洞就誕生了。哈，就是這樣！

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\ICLY(24NS0GE$[IT[U[G}%I.png$

圖 13-8

在電影《星際穿越》中，羅米利（Romilly）用一張紙和一支筆演示了我剛才陳述的創造蟲洞的方法（見圖13-9）。從旁觀者的角度來看，這個過程非常簡單，就是玩玩紙和筆，但是如果這張紙就是我們的宇宙膜，創造者是生活在我們宇宙膜上的文明，所有操作只能在我們的宇宙膜內完成，那麽這個過程將無比艱難。

$C:\Users\anastasia\AppData\Roaming\Tencent\Users\810479916\QQ\WinTemp\RichOle\HGZ_8`KNJ}8FK(IIFKKN_EE.png$

圖 13-9

實際上，除了第一步——在空間中向高維度的方向推出一個錐體（我們只需要一個非常致密的天體，例如中子星）——我根本不知道其他步驟如何實現。如果想接著在我們的宇宙中打孔的話，唯一的途徑就是借助量子引力理論。愛因斯坦的廣義相對論是禁止我們在宇宙中打孔的，所以如果想在宇宙中打孔，唯一的方法就是尋找廣義相對論失效但量子引力統治的區域。對於我們來說，這一認知幾乎為零。

http://www.fb.com/winbigwok代《趣BLOGBLOG》一周

來源: http://hk.apple.nextmedia.com/financeestate/art/20160901/19755816

PermaLink: https://articles.zkiz.com/?id=306982

新地珀御設「天體企缸」

1 : GS(14)@2017-04-09 10:42:06

■新地屯門新盤珀御昨日上載樓書，部署月內開售。　王心義攝

【本報訊】新地（016）屯門良德街新盤珀御部署月內開售，昨上載樓書，「奇則」曝光。部份單位淋浴間與工作平台相連，隨時變成「天體企缸」。除了32樓當中3個單位設有浴缸外，其餘318個均為淋浴間，可號稱企缸盤。

淋浴間直通工作平台

珀御樓書顯示，部份樓層的H室一房單位，及D室兩房單位的工作平台，均設於浴室內。當然，工作平台設於廁所內並沒問題，特別在工作平台須經淋浴間出外。以D室作參考，淋浴間與約11方呎的工作平台相連，只有一道玻璃門相隔；若打開門洗澡，隨時變成天體企缸，可與對面屋苑盈豐園2座街坊打招呼。其餘單位的工作平台較正常，設於客廳及睡房。樓書室內用料顯示，上述「天體企缸」單位，露台門、工作平台門及平台門，用料為「氟化碳噴塗鋁框玻璃門配手抽及門鎖」。不過，「天體企缸」非新地首創，同區新盤豐連，亦有部份單位工作平台設計同出一轍。珀御單位總數321伙，每層最多13伙，開放式最細296方呎。除了32樓3個大單位外，全盤共318伙的淋浴間不設浴缸。

長實（1113）北角維港頌昨公佈銷售安排，下周三（12日）發售152伙，當日分三輪揀樓，最先揀樓的A組大手客，最少買兩個四房戶。長實地產投資董事黃思聰表示，這批單位市值逾83億元，平均每伙5,500萬元。消息指，該盤暫收逾550票，超額認購逾兩倍。對於政府關注新盤一契多戶情況，長實執行董事趙國雄稱並不鼓勵，但市場有需要，中國人傳統重視家庭關係，很多大家庭希望住在附近，所以買兩至三個單位方便照應，就算湊孫也不用駕車。麗新發展（488）與市建局合作的馬頭角喜築即供折扣由9%減至6%，變相加價3%。另馬鞍山迎海．駿岸8座高層F室兩房戶，實用514方呎，以約996萬元售出，呎價逾1.9萬元。

來源: http://hk.apple.nextmedia.com/financeestate/art/20170409/19984348

PermaLink: https://articles.zkiz.com/?id=329758

連詩雅恨天體浴

1 : GS(14)@2017-05-28 10:38:19

連詩雅與緋聞男友徐浩（左）昨出席尖沙嘴的音樂會，問二人可有發展機會？連詩雅說：「唔知，將來任何人都有機會，佢追我先算。」問到徐浩有音樂才華，是否她喜歡的類型？她說：「溝通最緊要，我發覺欣賞嗰啲都已經結咗婚。」連詩雅謂喜歡戶外活動：「一定會搽防曬，好怕有印，光脫脫曬都冇咁驚，試過喺西班牙嘅海灘，見到人脫咗上衣，我都想試吓。」採訪、攝影：羅慧敏

來源: http://hk.apple.nextmedia.com/entertainment/art/20170528/20035932

PermaLink: https://articles.zkiz.com/?id=334343

陳婉衡去天體沙灘見識

1 : GS(14)@2017-08-04 06:11:52

張曦雯、朱智賢及陳婉衡等昨日出席無綫宣傳活動，齊齊以背心短褲示人，在泳池大玩水上遊戲。當中有咪神之稱的陳婉衡以一身運動型背心谷胸示人，再配黑色泳褲，最為性感。朱智賢及張曦雯玩遊戲時不幸落敗，齊齊接受大懲罰淋冰水。陳婉衡受訪時表示選擇穿運動型背心會安全一點，之前去巴塞隆拿拍攝，在節目中會循例以泳裝示人，更去了當地的天體沙灘見識，不過未有膽試，又大讚西班牙男士身形甚佳。此外，朱智賢透露將會去首爾拍攝節目，已準備四、五套泳衣，拍攝做SPA的鏡頭，她不介意露背出鏡。撰文：唐如

來源: http://hk.apple.nextmedia.com/entertainment/art/20170803/20109751

PermaLink: https://articles.zkiz.com/?id=339543

📖 ZKIZ Archives

Random Tags