一个长而凹凸不平的毛毛虫状虫洞可能连接两个黑洞

一个长而凹凸不平的毛毛虫状虫洞可能连接两个黑洞

ER 毛毛虫是一个长而凹凸不平的虫洞,由不均匀的物质分布支撑,相关尺度由ℓΔ平均长度由ℓ⁡(𝑡)。图片来源:物理评论快报 (2025)。DOI:10.1103/btw6-44ry

(蜘蛛网eeook.com)据美国物理学家组织网(保罗·阿诺德):出于显而易见的原因,我们不知道黑洞内部是什么样子的。但多亏了理论物理学,我们可以问,如果爱因斯坦的万有引力理论和量子力学规则都是真的,内部应该是什么样子。发表在《物理评论快报》杂志上的一项新研究正是通过专注于两个深度纠缠(通过量子规则连接在一起)的黑洞来做到这一点。

绘制内部地图

美国和阿根廷科学家的研究从理论上绘制了这两个物体之间共享的内部空间——连接它们的虫洞。他们发现,对于一对典型的、凌乱的纠缠在一起的情侣来说,内部并不是科幻小说中光滑的隧道。

相反,它是一个长而块状的结构,他们称之为“爱因斯坦-罗森毛毛虫”。它以爱因斯坦-罗森桥(连接两个时空区域的数学结构)和“毛毛虫”命名,因为它的形状崎岖不平、分段。这一发现是证明量子力学的奇异规则可以控制黑洞内部时空形状的重要一步。

为了绘制复杂的内部图,研究人员从一个具有有序量子态的完美、光滑的虫洞的简单理论模型开始。然后,为了模仿混沌黑洞对,该团队使用计算机模拟来扰乱它们之间的量子连接。最后,他们计算了虫洞生成的几何形状。为了在这种混乱中保持系统稳定,虫洞必须又长又崎岖。

这一发现揭示了量子混沌与虫洞大小之间的直接数学联系。黑洞的量子态越随机、越混乱,连接它们的物理虫洞就越复杂。研究人员写道:“平均长度 l 和物质相关尺度 lΔ 的 ER 毛毛虫集合形成了黑洞的 k ~ (l—lε)/ lΔ 的 ε 近似量子态 k 设计。

挑战防火墙悖论

找到这个长而稳定的毛毛虫虫洞可能对物理学中被称为防火墙悖论的重大冲突产生巨大影响。一些理论认为,典型黑洞的内部不应该是光滑或稳定的。相反,时空可能会在黑洞边缘被称为“防火墙”的能量帷幕猛烈地打破。在研究人员研究的模型中,即使量子纠缠是混乱和随机的,虫洞仍然是一个可预测的、稳定的隧道,经典的万有引力定律仍然成立。

这一结果支持了这样一种观点,即物理学中两个最奇怪的概念(量子纠缠和虫洞)是等价的,或者说是同一枚硬币的两面——ER=EPR 猜想。作者说,“这封信的结构和主要结果支持一种更普遍的 ER = EPR 形式,并且似乎与反对典型室内设计的半古典性的论点存在某种紧张关系。




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