我說:”我小時候如果讀到這類的東西,像陶淵明的桃花源記,通過一個山洞,即進入另一個世界,或者在科幻小說中,利用時光機回到過去或未來改變歷史…雖然覺得他們想像力真浪漫真好。但也常不自覺這些作者真是偷懶。因為什麼理論困難都不用加以解釋,只要咻一下,問題就解決了,於是故事happy ending,大家都高興。也不想想在現實狀況下根本不可行…”
她說:”真的完全不可行嗎?”
我說:”但後來讀了愛因斯坦的相對論後,才知道原來這是可能的。”
她說:”如何做到呢?”
我說:”還記得我們之前提到愛因斯坦的廣義相對論,解釋物質的質量如何造成空間的彎曲…”
她說:”記得啊,你曾經讓我看過下面這張圖的video
而且你還說過重力,就是牛頓的萬有引力,是因為物質彎曲了附近的時空結構所產生的結果。重力和加速度運動在實際效果上是無法分辨的。所以一個物質在太空中應該是沿著直線跑,但若跑進一個彎曲的時空時,它所跑的路線會隨著時空彎曲而彎曲。”
我說:”真好,你還記的。”她說:”因為你說過很多遍啊,雖然其實真難想像”彎曲的時空”,和我們的認知差好多。”
我說:”是有點。因為在重力不強的時候,像我們現在,時空彎曲的影響實在很小,所以幾乎可以完全忽略它。但是,黑洞就不一樣了。因為其超大重力,而嚴重扭曲了時空,所以有可能變成這樣…
因此假如我們和距離我們最近的恆星鄰居<半人馬座比鄰星>的空間可以彎曲摺疊成如此
那我們乘坐太空船,從地球飛到離我們最近的恆星鄰居<半人馬座比鄰星>,就不需要經由紅色路線的394兆8000億公里(4.2光年),而是經由綠色隧道的捷徑了。”
她說:”這就是哆啦A夢的任意門囉!”
我說:”這個綠色隧道,就是人稱的蟲洞(Wormhole)。”
她說:”為什麼叫蟲洞?”
我說:” 上次我們從台灣出發到幾乎在地球另一面的紐約,我們是怎麼去的,你還記得嗎?”
她說:”我們是不是在一個鋪天蓋地四周都是雪的機場轉機…我想起來了,那是安克拉治。”
我說:”沒錯,我們是沿著地球的表面往東北飛到阿拉斯加的安克拉治,再繼續往東南飛到紐約。但你想想這其實並不是最短的路徑,因為地球是圓的。如果蘋果上有一隻蟲,它想到蘋果的另一面(A到B),最短的路徑其實是直接鑽進蘋果裡面,啃出一條直線隧道,這樣就可以大量減少在蘋果表面長途跋涉的時間了,這樣的隧道就被稱為蟲洞。所以你看兩點之間的最短距離不是平面二次元上的直線,而是蟲洞!”
她說:”我知道喔,像把這張紙對摺起來,紙上面的A點和B點就疊在一起了,這才是紙上A點到B點的最短路徑。”
我說:”好聰明喔!蟲洞(Wormhole)是由愛因斯坦和他的同事羅森在研究引力時的假設,因而叫做”愛因斯坦-羅森橋”,是用來做瞬間的空間或時間旅行。原意固然很吸引人,但是因為不可行,所以一下子就被擱著了。”
她說:”為什麼不可行?”
我說:”你想想看,黑洞裡面無限大的密度,無限大的重力,這樣強大的重力會摧毀一切啦,包含我們的太空船,我們的身體,我們的細胞,分子,原子裡的電子,甚至原子裡的質子中子,全部會被扯裂,我們是不可能通過這個隧道還好好活著的。”
她說:”所以這只是幻想和數學上的假設和樂趣喔,有點可惜。”
我說:”可是過了三十幾年後出現了轉機。有個紐西蘭的數學家克爾,他發現了愛因斯坦方程式的另一個解法。他假設任何崩潰的恆星都會旋轉,而且應該會越轉越快,一如溜冰選手把手縮回來時,半徑變小圈圈就轉得更快。所以形成黑洞時,應該會成為動態的黑洞,而非靜態黑洞。”
她說:”但怎麼鑽過一個一直旋轉的黑洞啊?”
我說:”克爾還發現一個一直在旋轉的恆星最後並不會坍縮成一點,而是會壓縮成為一個環。”
她說:”好玄哦。”
我說:”因為重力雖然會使環崩塌,但是旋轉的離心力又會使環變強而抵消了重力,最後這個旋轉的環就會趨於穩定。所以如果你小心地駕著太空船,沿著旋轉黑洞的軸心進入,重力雖然很大但還不至於無限,是有可能通過環,到黑洞的另一邊去。”
她說:”所以,我們就可以咻的造訪230萬光年外美麗的仙女座,進行跨星際旅行,也可以到另一個宇宙去,也能充當時間機器,作時光旅行…”
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