首先,我来回答第一个问题。 这个问题最早是由
爱因斯坦提出的“虫洞理论”,简单地说,“虫洞”是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。早在20世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。
随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“
反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过
航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。
据
美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出,“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”,使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究,希望“虫洞”能实际用在太空航行上。 根据
广义相对论,物体例如行星企图沿着直线穿越时空运动,但是因为时空是弯曲的,所以它们的路径似乎被一个引力场弯折了。这就像你把重物代表一个恒星放在一个橡皮膜上,重物会把橡皮膜压凹下去,而且会在恒星处弯曲。现在如果你在橡皮膜上滚动小滚珠,小滚珠代表行星,它们就围绕着恒星公转。我们已经从实践证实了时空是会弯曲的。 对于
四维空间,一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上,再加上一根时间轴,但对于其具体情况,大部分的人仍知之甚少。简单的来说,四维空间的坐标轴可以视为三维空间坐标轴依据一定规律进行的弯曲,变化,或者拓展。 有 一位专家曾打过一个比方:让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来,只需用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。 现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向(即从表示高度的那跟轴的方向),将二维人从圈中取出,再放回二维空间的其他地方即可。 在我们看来,这是一件简单的事,但在二维扁片人的眼里,却无疑是不可思议的:一个人明明被关在圈内,怎么会忽然消失不见,然后就出现在另一个地方! 对我们这些三维人而言,四维空间的情况就与上述解释十分类似。如果我们能克服四维空间,那么,在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。 下面再做一个试验:将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网,将之
张平,我们可以将之近似看做是二维平面,然后将一个小球放在网上,橡皮网在小球的重力作用下凹陷,这就形成了三维空间。 但从空间的内部去观察这个空间,却往往是看不清的,那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲。当他们从平面来到这个凹陷处,并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时,二维扁片人也可能自由来往于三维空间。而正是这样的变化,会使得生物从二维生物向更高级别的生物进化,进而养成三维意识。 引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子之一可能就是黑洞。黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象,或者说,黑洞是连接三维世界与四维空间的通道(当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间,就请往黑洞走”,依照我们现在的理解,那样只会“死无全尸”而已^O^)。我们有可能通过对黑洞的深入研究,找到克服四维空间的办法,那样的话,瓦普跳跃飞行(将空间扭曲,我们去目的地的距离就会变短。或者简单理解为,将纸对折,则目的地近在咫尺)就不再是梦想了。 现在科学家已经证实,黑洞巨大的引力场确实会令周围的空间扭曲。根据广义相对论,我们认为光线在正常的空间里以直线传播,但黑洞有极高的密度和较恒星而言极小的体积,其产生的引力使得光都无法逃离其表面。这就改变了我们对时间的和空间的解释,我们现在说黑洞的引力场足以扭曲空间。 理论上当空间扭曲时,物质会随着空间扭曲的方向而堆积。如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话,我们就会发现,光线则变为被拆散成物质流并指向黑洞中心,因为黑洞的巨大引力已使周围的空间扭曲得不成形了。 但事实上,这样的照片是拍不出来的。因为黑洞连光线也吸收,我们根本无法通过肉眼看见它。我们只能通过能量的变化去估计其形态,现在的科学家们猜测它是四维概念的球体。 从
量子力学的角度考虑,黑洞也会挥发,因为粒子速度定位的越精确,其位置就越不精确。换句话说,比光子跟快的粒子在理论上也是存在的。要找到他们则需花大量的金钱,去建造更强大的粒子对撞机。 此外,有人猜测等量聚集的前提条件是正负能量的相互作用。也有人猜测黑洞是沟通正负能量世界的桥梁。更有人猜测是负能量导致空间的扭曲。 再来回答第二个问题,我可以把你的这个问题理解为:到底什么是空间,空间的本质是什么? 空间,是具体事物的组成部分,是运动的表现形式,是人们从具体事物中分解和抽象出来的认识对象,是绝对抽象事物和相对抽象事物、元本体和元实体组成的对立统一体,是存在于世界大集体之中的,不可被人感到但可被人知道的普通个体成员。是眼睛可以看到、手可以触到的具体事物,都是处在一定空间位置中的具体事物,都具有空间的具体规定,没有空间规定的具体事物是根本不存在的。空间与时间是对立统一体;空间有宇宙空间、网络空间、思想空间、数学上的空间等等,都属空间的范畴,都有其内在的特定含义。 我们可以通过马德保半球实验来认识空间。在探索空间的涵义和性质时,不妨回想一下“马德堡半球实验”。该实验通过抽走实验球体内部的空气,从而形成了实验球体内外之间的压差,证明了空气和气压的存在,并让人们逐步了解了真空是怎么回事。如果实验初始,球体内部充满了水,也可以得到同样的结果。受技术条件的限制,该实验很难确保球体内的气体分子被全部抽走,而且当时人们还没有认识到自然界存在着基本粒子,其中有些还可能穿越球体。那么所谓的真空就只能是指物质稀少到一定程度的地方。目前人们还没有把握找到绝对的真空,即能确保在任何时候都没有任何物质的地方。 虽然人们不能确定绝对真空是否存在,但是对该实验作进一步的思考,某一时刻不被任何物质占据的地方还是存在的。理由有二,一是抽去空气或
水分子后,实验球体的质量是减少的,而球体体积和能量却没有显著变化,这表明原先被空气或水所占据的地方空了出来;二是如果球体内部空出来的地方被亚原子粒子所充满,以目前的物理知识来看,实验球体的质量将大大增加,可结果并非如此。因此该实验表明,尽管实验球体内部可能留有气体分子或基本粒子,但球体内至少有某一处地方,在某一时刻没有被任何物质占据,哪怕是及其小,哪怕是在一瞬间。那么,我们就可以把这样的地方称作纯粹空间,即纯粹空间是指某一时刻没有被任何物质占据的地方。而被物质占据的地方(时间可长可短)就可称为物质空间,换句话说,物质空间是存在了物质的地方。物质空间和纯粹空间之间可以随物质的运动变化而转换,所有的纯粹空间和物质空间一起构成了完整的绝对空间,简称空间。 空间的一部分为局部空间,局部空间既可以是单一的纯粹空间或物质空间,也可以是它们的组合。以上述实验球体内的局部空间为例,无论是处于真空状态还是被常压气体或是液体水填充,都是纯粹空间和物质空间的组合,差别是纯粹空间与物质空间之间的比例在不同的时候不一样。 空间的本质又是什么呢? 宇宙物质本身就是空间。科学还没有发现“空的”空间。空间更接近规则的范畴。 空间物质的运动进程就是时间。 运动的物质就是时空。 时空就是宇宙。 希望我的解答对你有帮助,望采纳,谢谢