穿越時光隧道必備的物理學知識，邏輯能力不強的人根本讀不懂

我是從未來來

體驗你們古代生活的

1、為啥會有蟲洞

原始的宇宙誕生於虛無縹緲之中，這是真的嗎？

其實，就在那10-43s之內，宇宙還處於一片「混沌」狀態，沒有上下左右，也沒有先後之分，甚至也分不清時間和空間。此刻的宇宙就像一鍋沸騰的粥，咕嘟嘟的冒著泡。

關於這個泡，物理學上稱之為時空泡沫。也在宇宙膨脹過程中，時空泡沫逐漸演化成大量的宇宙泡。

有趣的是，我們會發現，宇宙泡之間竟然可以通過隧道進行連接，而且有的不止一條，但有的把自己連在一起。

這些時空隧道，則被物理學家稱之為「蟲洞」。

隨著宇宙泡迅速膨脹，泡內大量真空能被轉化為物質能。

可怕的事情也隨之而來，每個宇宙泡隨之變成一個新的宇宙，而宇宙中的物質能（粒子+輻射），進而聚集成不同的星系，形成恆星和行星。

而在某些條件合適的星球上，形成了人類意識形態所認知的生命，慢慢地，我開始在寫文章，而你在手機的另一端看著，想著：又要開始一本正經地講段子了。

此時又有人在想：我噻，如果真的存在蟲洞，那我們不就可以進行時空旅行了嗎？通過蟲洞去其他宇宙串門了嗎？

2、蟲洞到底長啥樣

據最新的研究表明，目前發現已存在兩類蟲洞。一類是可通過的「洛倫茲蟲洞」，另一類是可瞬時通過的「歐幾里得蟲洞」（即磁蟲洞）。

洛倫茲蟲洞

洛倫茲蟲洞可以解釋為：我們在各種奇幻電視劇中所看到的時空隧道，他們真實地存在天空之中，可以飛進來，也飛出去。

歐幾里得蟲洞

這類蟲洞可用「來無影，去無蹤」形容，完全實現瞬移，你可以到過去，未來。「千里來相會」，也只是彈指間。

不過歐幾里得蟲洞不是我們今天的主角，我們還是來講講洛倫茲蟲洞。

對於洛倫茲蟲洞來說，蟲洞的時光隧道是需要一種「異常物質」撐開，要不無法形成允許星際航行的通道。

而這樣的異常物質，其平均能量密度為負（負能量），而且會產生非常巨大的張力（負壓強），才足以撐起時光隧道。

3、卡西米爾效應的發現

我們可以發現，蟲洞的產生需要有負能量的存在。

然而在物理學中，負能量也是極為罕見，不過終於在1948年被荷蘭理論物理學亨德里克·卡西米爾發現。

亨德里克·卡西米爾在一次實驗中發現，真空中的兩塊平行相對的鏡子之間，會相互吸引。而後該相互吸引的力也被稱之為卡西米爾力，該現象也被稱之為卡西米爾效應。

該效應在後來也被大量的物理實驗所證明，人類也意識到負能量的存在。

4、卡西米爾效應的機理

在最開始的經典力學中，真空的概念很簡單：如果一個容器倒空其內部所有粒子並將其溫度降為絕對零度（-273.15℃），則容器內部所剩餘的空間即為真空。

但是，量子力學的出現，卻完全改變了對真空的定義。

量子力學認為，所有的場，尤其是電磁場，都存在漲落。

那麼何為漲落？就是在任何時刻，它們的實測值都在一個常量，即平均值附近變動。即使是在絕對零度的理想真空，也具有被稱為「真空漲落」的漲落場。它的平均能量相當於一個光子能量的一半。

而真空漲落僅可以在微觀尺度實驗中直接探測到。

舉個栗子。處於激發態的原子不會在激發態上保留無限長的時間，而是自發的輻射處一個光子而返回基態，這就是真空漲落的結果。就好像人不會長時間處於亢奮狀態，終究會恢復到平靜。

卡西米爾效應是關於真空漲落最著名的力學效應。

兩個平面鏡之間的間隙可以看成一個腔，所有電磁場都包含一套多種頻率的特徵「譜」，在自由空間中，所有頻率都具有同等的重要性，但在腔中，場在兩個平面鏡之間來回反射。

我們知道，當腔的距離為波長的偶數倍時，則波的振幅達到最大。相反，當腔的距離為波長的奇數倍時，振幅最小，而且振動的能量正比于振幅。

此外，為了完成能夠穿越時空的百年大計，還得再記住一個重要的物理量：場的輻射壓力。

由於電磁波具有動量，所以當它與物體相互作用時，會對物體施加一定的壓力，稱之為輻射壓力。就像水流推壓水閘一樣，輻射壓力隨著電磁波的能量的增加而增大。

還不懂嗎？看來還是得出動我的靈魂畫手。

設真空中有兩塊豎直相對放置的平面鏡A和B，其中A和B之間構成一個腔，腔內外均有不同頻率電磁波。

我們可以發現，腔外的電磁波能量大於腔內，而輻射壓力也正比於電磁波能量，進而也就可以判斷，腔外的輻射壓力會遠大於腔內的輻射壓力。

此時，也到負能量登場的時候了。

因為我們通常會將真空能量定義為能量零點，即腔外的真空能量為0，而腔內能量又要小於腔外能量，那麼腔內能量就會表現為負能量，也就是撐開蟲洞所需的「異常物質」。

5、我最後到底能不能穿越時空

講了那麼多，到底能不能穿越時空，去找我最喜歡的那個姑娘？

為了穿越時空，我們就需要創造一個足夠大的蟲洞。

研究表明，撐開一個半徑為1cm的蟲洞，需要相當於一個地球質量的異常物質，而撐開一個半徑1km的蟲洞，需要一個太陽質量的異常物質。

在蟲洞中旅行，凡胎肉體並無法生存下去，只能需要藉助宇宙飛船。而想要撐開一個宇宙飛船通過的時空隧道，這個蟲洞的半徑至少要1光年。

然而撐開一個半徑一光年的蟲洞，則需要大於銀河系發光物質總質量100倍的異常物質。事實上，我們現在並沒有能力獲得如此多的異常物質。

不過，未來可就說不準了。

說不定，你身邊的那位同學或者同事，就是從未來回來體驗古代生活的。

本文作者：楊吉，男，江蘇蘇州，單身狗，25歲，晶元設計工程師，備考中科院理論物理研究生，今生唯一遺憾，沒能好好學習物理！

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