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互联网充满了令人惊讶的事物。Jen-Luc Piquant 前几天偶然发现了一个有趣的独立短片项目，名为 卡西米尔效应 —— 这是英国电影制作人加布里埃尔·斯特兰奇和莉迪亚·伍德的心血结晶，并由《火炬木小组》的加雷思·大卫-劳埃德担任男主角。 该片尚未完成，筹款工作仍在进行中，但其前提似乎很有希望。
卡西米尔效应 讲述了 2101 年的量子物理学家爱丽丝·夏普博士（佐伊·米尔斯饰）的故事，她一直在研究虫洞在运输方面的潜在用途——穿越空间和时间。她成为第一个穿越时间的人，但事情并没有完全按计划进行。她没有穿越到未来七天，而是发现自己身处未来 100 年。
自然而然地，时间悖论随之而来，迫使爱丽丝接下来穿越到过去，即 2050 年，在那里，她未来的真爱，鲍勃·卡梅隆（劳埃德饰）正在进行关于卡西米尔效应及其在稳定虫洞方面的潜在用途的首次实验。爱丽丝必须选择与她爱的男人在一起——从而冒着时空连续体崩溃的风险——或者牺牲自己的幸福来，嗯，拯救整个宇宙。 有时爱情真的很糟糕。
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这部电影可能是纯粹的虚构，但其前提是基于真实的物理学。19 世纪的塞尔维亚发明家尼古拉·特斯拉认为，真空中蕴藏着巨大的能量储备，如果我们能够设计出利用它的方法，就足以彻底改变人类社会。特斯拉非常古怪——他晚年贫困潦倒，精神状态也令人怀疑——但他关于真空中存在能量的直觉被证明是正确的。
看，空的空间并不是真正的空。它因量子涨落而沸腾翻滚，偶尔会喷射出成对的“虚”基本粒子和反粒子。这些虚粒子湮灭并迅速消失回到量子真空中，以至于它们产生所造成的能量守恒的明显违反无法直接观察到。
那么我们如何知道它们存在呢？ 在一种称为卡西米尔效应的现象中存在间接证据，该效应以 1933 年发现它的荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔的名字命名。
卡西米尔于 1931 年在保罗·埃伦费斯特的指导下在莱顿大学获得博士学位，论文主题是刚性旋转体和分子旋转的量子力学。在此期间，他还曾在哥本哈根与尼尔斯·玻尔一起工作了 18 个月。之后，他在苏黎世担任沃尔夫冈·泡利的助手，然后接受了莱顿大学的教授职位。他的研究中心是热传导和电传导。
他在莱顿的时光被第二次世界大战的爆发打断；该大学于 1942 年关闭。因此，卡西米尔搬到了埃因霍温的飞利浦研究实验室。正是在这里，他对测量两个平行金属板之间范德华力的可能性产生了兴趣。两年后，他和他的学生迪克·波尔德构思了一个实验来做到这一点。
通常，两个不带电的平行金属板会保持静止，因为没有电磁电荷来施加力将它们拉到一起（或将它们推开）。但是卡西米尔发现，如果板足够靠近，它们之间仍然存在微小的吸引力。
因为平行板靠得太近，虚粒子对不容易进入板之间，因此在板的外部周围产生的粒子对多于它们之间。这种不平衡会产生来自外部的向内力，使板稍微靠拢。板之间的距离越小，可以进入它们之间的虚粒子对就越少，向内吸引力的力量就越大。
如果我们能找到一种方法只收集虚粒子对中的反粒子，我们将在量子真空中拥有一个内置的负能量源。好的，当然，这是一个很大的“如果”。即使我们能找到一种方法来收集这种负能量，它也远不足以用于虫洞目的。
仅一米宽的虫洞就需要相当于太阳在大约 100 亿年内产生的总能量的负能量，然而卡西米尔效应非常小，相当于蚂蚁重量的 1/30,000，因此它只能创建一个比原子还小的虫洞，这使得通过它的旅行充其量是不切实际的。我们需要找到一种将能量放大许多倍的方法，才能使其变得足够强大以支撑一个宏观虫洞。
坦率地说，当量子真空中的能量转换为宏观尺度单位时，它远没有特斯拉想象的那么多。释放存储在一立方米量子真空中的能量——大约相当于一个小垃圾箱的大小——你只能获得大约十亿分之一焦耳的能量。 这不足以点亮一个 10 瓦的灯泡。这似乎远不足以打开电影中描述的那种虫洞。
加州理工学院物理学家基普·索恩以负能量为基础，设计了一个著名的虫洞模型。他提出创建两个相同的腔室，每个腔室都包含两个由非常小的间隙隔开的平行金属板。通过卡西米尔效应，金属板产生的电场会在时空中产生撕裂，从而使腔室成为连接虫洞的两个“口”。
然后将一个腔室放置在火箭飞船上并加速到接近光速。由于相对论时间膨胀，每个腔室中的时间流逝速度不同，因此这两个腔室变得不同步。它们仍然通过虫洞连接，但它们存在于不同的时间中。在加速腔室中时间流逝得更慢，因此地球腔室中的人可以穿过虫洞并被抛入过去。
通过在地球和非常重的东西（如中子星）之间连接一个虫洞，也可以实现类似的效果。这也会在两端之间建立时间差，因为质量会扭曲空间和时间。一颗非常稠密的中子星表面的时钟会比地球上的时钟慢大约 30%。
自然，这里有一个问题。量子真空涨落几乎肯定会在这种虫洞可以用作门户之前将其摧毁，这要归功于一种破坏性的反馈回路。
虚粒子穿过虫洞到达过去。但是然后它们必须在空间和时间中向前传播，最终重新进入虫洞并再次返回过去，形成永无止境的循环。最终，辐射变得足够强大，可以摧毁任何试图通过虫洞到达另一侧的东西。最终，它甚至会摧毁虫洞。
到目前为止，建造大型漩涡状虫洞的障碍已被证明是无法克服的。人们仍在继续寻找可行的虫洞模型，该模型有朝一日可能成为通往其他宇宙或时间点的门户。与此同时，我们通过像 卡西米尔效应 这样的电影获得了引人入胜的奇思妙想。
图片：（顶部）卡西米尔效应的图示。维基共享资源/Emok。（底部）可穿越虫洞的艺术家印象图，该虫洞连接了蒂宾根大学物理研究所前面的地方与法国北部滨海布洛涅附近的沙丘。时空旅行画廊：菲利普·E·于班。维基共享资源。