資源描述：
《蟲洞與時空旅行(選修課結課論文)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、序號：1101蟲洞與時空旅行姓名專業(yè)班級學號摘要：本文介紹了有關蟲洞的一些問題，包括蟲洞的概念及提出，蟲洞的結構，蟲洞的形成，及蟲洞和黑洞區(qū)別，并介紹了蟲洞下的時空旅行，同時論述了時空旅行的可能性。蟲洞的概念是由偉大的物理學家阿爾伯特·愛因斯坦所提出，現(xiàn)在雖仍然無法證明其存在性，但也發(fā)現(xiàn)了一些與其相關的信息。人們相信蟲洞的存在，期待著有一天能夠徹底破解蟲洞之謎，并且自由地能夠穿梭時空。關鍵詞：蟲洞時空旅行相對論一、蟲洞的形成以及蟲洞的一些相關常識蟲洞理論是愛因斯坦1913年提出的，但此后的很長時間，人們幾乎忘記了它。20世紀
2、80年代中期，卡爾·薩根在他的小說《接觸》中首次重提蟲洞。作為一個科學家，薩根希望盡可能科學而準確地描述蟲洞，為此，他還專門請教了加州科技學院的物理學家基普·德隆，最后，在薩根的小說中，主人公艾莉經(jīng)由一個蟲洞到達了銀河系的中心。（一）蟲洞是怎樣形成的1、蟲洞的概念與提出蟲洞是霍金構想的宇宙期存在的一中極細微的洞穴。在廣義相對論發(fā)表后不久，1935年，愛因斯坦就在理論上發(fā)現(xiàn)了“蟲洞”—也就是由兩個相連的“黑洞”所構成的時空結構中的“豁口”的存在——一條貫穿空間和時間的隧道。蟲洞是宇宙中相距遙遠的兩點間的一條假想捷徑，它有兩個洞
3、口，是空間彎曲的產(chǎn)物。在圖中，我們宇宙理想化為二維的，宇宙的空間在圖中表現(xiàn)為一張二維面。在紙上爬行的螞蟻感覺不到紙是平整還是褶皺的，同樣，宇宙中的我們也不太清楚我們的宇宙在超空間里是平直的還是像圖那樣彎曲的。然而有一點褶皺也是重要的，這樣地球和天狼星才可能在超空間里相鄰，從而才可能通過很短的蟲洞聯(lián)結起來。通過超空間連結地球和90萬億公里外的天狼星的1公里長的蟲洞2、蟲洞的結構蟲洞旋轉的或帶有電荷的黑洞內部連接一個相應的白洞，你可以跳進黑洞而從白洞中跳出來，蟲洞是由黑洞與白洞組合的。（白洞-蟲洞-黑洞）白洞-蟲洞-黑洞3、蟲洞
4、的形成如果在某一位置恒星形成了黑洞，則黑洞邊緣的地方將會與原來的時空垂直。而在不平坦的宇宙時空中，這種結構意味著黑洞邊界部分會與宇宙的另一個部分相結合，然后在那里形成一個洞，蟲洞也就隨之出現(xiàn)了。如此奇異的蟲洞與黑洞很相似，都是時空結構中強大引力所造成的。蟲洞的自然產(chǎn)生機制有兩種：其一，是黑洞的強大引力能；其二，是克爾黑洞的快速旋轉，其倫斯—梯林效應將黑洞周圍的能層中的時空撕開一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿，成為一些十分小的蟲洞。這些蟲洞在黑洞引力能的作用下，可以確定它們的出口在那里，但是現(xiàn)在還不可能完全
5、完成，因為量子理論和相對論還沒有完全結合。（二）蟲洞與黑洞的區(qū)別雖然蟲洞與黑洞很相似，但兩者也有許多不同之處。我們都知道,黑洞的強大引力足以吞噬一切靠近它的物質,連光都不能逃脫,而蟲洞也具有強大的引力。但蟲洞的兩端皆可出入,并非像黑洞那樣是一種單向通道,只進不出)再者,旅行者在蟲洞內僅受到一般的拉力,不像在黑洞中,若你的腳指向中心,那強烈的黑洞引力場,將在頭與足之間造成極大的拉力差,足可把你的身首撕開。但由于超強引力場的作用，蟲洞是極不穩(wěn)定的，它在某個時刻突然產(chǎn)生，然后很快關閉、消失，幾乎沒有任何事物能在這么短暫的時間里從中
6、穿過。誰想去試試，一定會在它的消失中毀滅。但蟲洞的超強引力場，可以通過“負質量”來中和。在這里正物質”(即我們日常碰到的物質)和“負物質”是不一樣的，前者擁有“正能量”，能產(chǎn)生能量，后者具有“負能量”，可以吸去周圍的能量。通過“負能量”中和后的蟲洞會變得非常穩(wěn)定，足以讓宇宙飛船從容通過。二、時間機器與時空旅行時間機器本來是科學幻想，但在廣義相對論，量子場論中出現(xiàn)了蟲洞與封閉類時線，似乎暗示著未來的文明世界能夠向我們贈送時間機器。從前，牛頓認為時間像一支射向未來的離弦之箭，一旦射出，就沒有什么東西能使它轉向或者改變它的路徑。后
7、來，愛因斯坦則認為，時間更像一條浩蕩的河流，它向前方流動，但總是蜿蜒曲折，物質或者能量的存在可以在瞬間改變河流的流向。（一）非蟲洞下時空逆旅行的實現(xiàn)方式時空逆旅行，如何實現(xiàn)呢，科學家提出必須進行超光速運行，但是相對論告訴我們，一個宇宙飛船的速度越接近光速，用以對它加速的火箭功率越大，目前的實驗證明，粒子可以加速到光速的99.99%，但無論如何，也達不到光速。因為只有打破光速壁壘，在超光速成為可能的時候，才能夠實現(xiàn)逆時旅行，也就是回到過去。這似乎已經(jīng)告訴我們，逆時旅行是不可能的。（二）蟲洞下的時空旅行奇異的是，蟲洞不僅可以成為
8、空間旅行的捷徑，同時也可能成為時間旅行的通道。從理論上說，即使蟲洞的兩個洞口作相對運動，蟲洞還能保持固定的長度。在這種情況下，從外面的宇宙看，蟲洞的兩個洞口在高速地相對運動著；狹義相對論告訴我們，這兩個洞口的時間是不一樣的；另一方面，從洞里看，洞長沒有改變，兩個洞口是相對靜止的，兩個洞口的
