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在三维空间中的虫洞为什么看起来像是球形的

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在三维空间中的虫洞为什么看起来像是球形的
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虫洞也叫阿尔伯特·爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个遥远时空的时空隧道,虫洞从提出到目前为止的数十年间,一直无法确定它是否真的存在。

看过《星际穿越》的每一位观众,我相信都会被导演所构造出来的那个还存在于物理学假想中的“虫洞”所震撼到。同时,又都会有这样一个疑问:为什么虫洞看起来更像是一个包含了整个宇宙在里面的球体?而不是像隧道的洞口一样的物体?

在三维空间中的虫洞为什么看起来像是球形的

笔者第一次见到这个画面时,确实是被这美丽的画面所震撼到了,看到这个球体虫洞时的第一反应也是:为什么虫洞看起来是像一个“球”?而不是像一个隧道的洞口。只能说,在所有的科普材料中,把虫洞都描绘成了隧道一样的物体。

我们看到的科普材料中的虫洞大多都是这样的:

在三维空间中的虫洞为什么看起来像是球形的

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但是,真实的虫洞在宇宙中所呈现出来的样子,确实应该更像是一个球体,而不是像一个“洞口”。至于为什么会是这样子,在《星际穿越》影片中是这样解释的:“通道这个概念就如同穿过了纸面的笔尖一样,设定为从一个点扩张而成的圆。”但是实际情况,虫洞应该看起来更像是“圆柱形”的,这样才能更稳定。

我们之所以看到的虫洞是球形的,这应该跟我们所处的维度有关系。虫洞应该是属于更高维度的物体,而它在三维中的投影就是球形的。《星际穿越》中有一个非常形象的形容虫洞的举例:一支笔穿过一张折叠的纸,笔戳出来的这个圆形点,就是连接纸张两面的虫洞。我们在三维空间可以很直观看到是一个圆柱形(足够厚的纸张),但是在白纸的世界里,他们看这个洞只能是圆形的。如果现在的宇宙出现一个虫洞连接2个三维空间,我们在三维空间里看到的就只能是球形得。

在三维空间中的虫洞为什么看起来像是球形的

科学家们都推测虫洞通道在我们宇宙空间中形成时是一个圆形的界面,而在虫洞的空间通道中,我们也许看不见它是一个球体,但我们只能看到它显示的圆形性质,可以推测出它就是一个球形的空间。事物在低维空间的投影,决定着我们在高维空间中看到它的形状,就如一个三维的球体放在纸上,它投影在纸面二维空间的形状就只是一个圆而已。如果虫洞在三维空间我们看到是一个球形的话,如果四维空间有人,他看这个虫洞会是一个圆柱形,或者是弯曲的圆形通道

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