什么是外来物质，我们能用它来制造虫洞吗?——茱莉亚，14岁，伦敦

物质是由占据空间的微粒组成的任何东西。我们在地球上能感觉到的和看到的一切都是物质，它通常是三种类型之一:固体、液体或气体。它可以是你坐的椅子，海水，或者气球里的氦气。

还有其他类型的物质，它们与我们在地球上通常见到的气体、液体或固体不同。那些以最奇怪的方式表现的物质被称为外来物质。

我们可以在实验室里通过将某些材料冷却到很低的温度来制造奇异物质。极冷的氦就是一个例子。它被称为超流氦，是一种可以爬墙的液体。

图解：超流氦实验 图源：novelsee

外来物质某天可能会解释太空的一些奥秘，这可能是制造虫洞的关键。

弯曲空间和时间：

虫洞是通过弯曲空间来连接宇宙中两个地方的，它从未被发现过，但如果它真的存在，那么它可能符合我们的万有引力定律。

1687年，科学家艾萨克·牛顿说，重力是由物体的质量产生的，一个物体的质量就是它所含物质的数量。这意味着物体中的物质越多，物体受到的引力就越大。

1915年，物理学家阿尔伯特·爱因斯坦改变了我们对引力产生原因的看法。他认为物质使空间弯曲，移动的物体会沿着这个弯曲空间的曲率移动，这就是重力的产生原因。

图解：爱因斯坦，图源：zhihu

围绕地球，它们沿着弯曲的空间向地球下落，这就是我们所说的重力。

由物质引起的空间弯曲也会影响时间，空间越弯曲，时间过得越慢。由于空间和时间紧密相连，我们在研究宇宙如何运行时经常谈论时空。

虫洞是由时空弯曲形成的，它在宇宙中两个独立的区域之间形成了一个隧道。隧道进入太空的地方被称为“口”，而虫洞有两个口，由于两个口之间相隔很远，所以虫洞本身被称为“喉咙”。

创造一个虫洞：

一种可能与虫洞有关的外来物质是负质量物质，我们所知道的物质都有正质量，并且由于引力而被其他物质吸引——就像一个苹果掉到地球上一样。但质量为负的物质会把其他物质推开。

物理学家基普·索恩提出，一旦虫洞形成，就需要负物质来保持稳定。我们从未探测到负物质，甚至不知道它长什么样，但我们可以把它代入方程并了解如果它真的存在，它会如何表现。

虽然我们能说出虫洞是什么，但我们不知道如何创造虫洞，所以我们并不知道外来物质是否能制造它。

虫洞对科学家和科幻作家来说很有趣，因为虫洞有可能将太空中相隔很远的两个区域连接起来。如果它们真的存在，我们或许可以在短时间内穿越宇宙的遥远距离。

相关知识：

超流体氦-4是氦-4的超流体形式，氦元素的同位素。超流体是物质的一种状态，在这种状态下，物质表现为零粘度的流体。这种物质看起来像正常的液体，在流动时没有任何表面摩擦，这使得它能够继续循环，越过障碍物，穿过容器中的孔隙，只受其自身的惯性影响。

虫洞(爱因斯坦-罗森桥)是一种推测出的连接时空中不同点的结构，它基于爱因斯坦场方程的特殊解。虫洞可以被想象成一个隧道，两端位于时空的不同点(即，不同的位置，不同的时间点，或两者兼而有之)。

在物理学中，时空是一数学模型，其将空间的三个维度和时间的一个维度合并成一个四维流形。时空图则用来可视化相对论效应，例如为什么不同的观察者对事件于何处与何时发生有不同的感知。时空是一种基本概念，分别属于物理学、天文学、空间物理学和哲学。并且也是这几个学科最重要的最基本的概念之一。

BY:Carolyn Devereux

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来源: 天文在线