圖注：我們可以借助蟲洞進(jìn)行宇宙穿搜嗎？

(資料圖片)

（圖片來源：ktsdesign/Shutterstock）

文章最初發(fā)表在The Conversation ，出版物將文章投稿給Space的專家安德莉亞豐特，來自利物浦約翰摩爾斯大學(xué)，天體物理學(xué)高級講師。

愛因斯坦的廣義相對論極大地改變了我們對于時間和空間等基本物理概念的理解，但留下了許多深奧的謎題。其中之一就是黑洞，近幾年才被準(zhǔn)確地觀測到，另一個便是蟲洞，被看做是連接不同時空的橋梁，提供了宇宙旅行的捷徑。

蟲洞目前仍停留在想象中，但不少科學(xué)家認(rèn)為不久我們將真正找到它。在過去的幾個月，幾項最新研究展示了富有趣味的方式。

黑洞和蟲洞是愛因斯坦方程的特殊解，產(chǎn)生于重力造成的時空彎曲。當(dāng)一個物體具有極高密度，周圍的時空會被扭曲甚至光也無從逃脫，從而形成了黑洞。該理論認(rèn)為時空結(jié)構(gòu)可以彎曲和延展，所以形成的扭曲構(gòu)型有多種可能。在1935年，愛因斯坦和納森?羅森描繪了兩片時空網(wǎng)如何交聯(lián)，并架起貫穿的橋梁。這只是一種類型的蟲洞，其他的模型不斷地設(shè)想出來。

一些蟲洞是貫通的，意味著人類可能實現(xiàn)時空穿梭，盡管如此，蟲洞需要足夠大并且能夠克服重力保持張開狀態(tài)，意味著進(jìn)行該類時空穿梭需要巨大的重力勢能。

這聽起來像是科幻小說？我們知道重力勢能的存在，也在實驗室中獲得了小量的重力勢能，它其實就隱藏在宇宙快速膨脹的背后，相信大自然總有創(chuàng)造蟲洞的辦法。

發(fā)現(xiàn)天空中的蟲洞

我們怎么證明蟲洞真實存在呢？在皇家學(xué)會天文月刊中，俄羅斯天文學(xué)家指出蟲洞可能存在于明亮的星系中心，并提出了幾種觀測方法。大致是基于蟲洞一側(cè)出來的物質(zhì)與落入蟲洞的相互作用，碰撞產(chǎn)生了壯觀的伽馬射線，從而用望遠(yuǎn)鏡觀測到。

圖注：這是目前觀測到的唯一黑洞。(圖片來源:國家科學(xué)基金會)

先前研究認(rèn)為外部觀測無法區(qū)分黑洞與蟲洞，但輻射仍是二者的關(guān)鍵。黑洞會產(chǎn)生更少的伽馬射線，并以射流的形式噴射出去，而蟲洞產(chǎn)生的輻射限制在一個巨大的球體內(nèi)。研究中涉及的蟲洞是可穿梭的，但這不會是趟愉快的旅行，由于靠近活躍星系的中心，劇烈的高溫會把一切烤熟。當(dāng)然并非所有蟲洞如此，比如那些遠(yuǎn)離星系中心的蟲洞。

星系中心潛伏著蟲洞的想法并不新奇，就拿銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞來說，煞費(fèi)苦心地研究周圍的恒星運(yùn)行軌道才得以將它發(fā)現(xiàn)，被授予了2020年的諾貝爾物理學(xué)獎，但最近研究表明這種引力可能由蟲洞引起。

與黑洞不同的是，蟲洞會從另一側(cè)“泄露”重力，幽靈般的重力作用會對星系中心的恒星產(chǎn)生微小推力。隨著設(shè)備的靈敏度不斷改善，在不遠(yuǎn)的將來這種特殊的推力實現(xiàn)可測性。巧合地是，最近還有研究發(fā)現(xiàn)了奇怪的無線電圈，它們非常龐大，不與任何可見物體相關(guān)聯(lián)，而且無法用傳統(tǒng)觀念解釋，所以蟲洞是一個很可能的原因。

棘手的問題

某種程度上蟲洞是奇幻的設(shè)想，但它強(qiáng)烈地激起了人類的想象力。不同于令人畏懼的黑洞捕獲冒險進(jìn)入的物質(zhì)，蟲洞可能帶給我們超越光速的遠(yuǎn)距離穿梭，當(dāng)然也可能像斯蒂芬·霍金的最后一本書中那樣描述，是潛在的時間機(jī)器，可以讓我們回到過去。

蟲洞也有可能出現(xiàn)在統(tǒng)治著原子和粒子的量子物理中。根據(jù)量子力學(xué)，粒子可以從真空中冒出，不過一會兒就消失了，有大量的實驗收獲了這樣結(jié)果。那么粒子可以被創(chuàng)造，蟲洞不也有可能嗎？物理學(xué)家認(rèn)為，蟲洞可能在宇宙早期由量子粒子泡沫形成，其中一些原始蟲洞今天仍然存在。

“量子隱形傳態(tài)研究”——無實體地傳輸量子信息，工作方式與兩個黑洞連接成蟲洞有著驚人的相信。這一實驗或可解決量子信息悖論，即物理信息可能在黑洞中永久消失。它們也揭示了不相容的量子物理理論和引力理論之間的深層聯(lián)系——蟲洞與兩者都有關(guān)——這可能有助于構(gòu)建“萬有理論”。蟲洞的重要作用已經(jīng)是不可忽視了

我們尚且無法觀測蟲洞，但它們一定就在那兒。相信借助蟲洞我們能夠破解最深奧的宇宙奧秘，探究我們生活的宇宙是否唯一存在。

BY:Andreea Font

FY:gxm

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