潜伏着的虫洞，是人类的奇妙幻想，还是真的存在吗？

图注：我们可以借助虫洞进行宇宙穿搜吗？

（图片来源：ktsdesign/Shutterstock）

文章最初发表在The Conversation ，出版物将文章投稿给Space的专家安德莉亚丰特，来自利物浦约翰摩尔斯大学，天体物理学高级讲师。

爱因斯坦的广义相对论极大地改变了我们对于时间和空间等基本物理概念的理解，但留下了许多深奥的谜题。其中之一就是黑洞，近几年才被准确地观测到，另一个便是虫洞，被看做是连接不同时空的桥梁，提供了宇宙旅行的捷径。

虫洞目前仍停留在想象中，但不少科学家认为不久我们将真正找到它。在过去的几个月，几项最新研究展示了富有趣味的方式。

黑洞和虫洞是爱因斯坦方程的特殊解，产生于重力造成的时空弯曲。当一个物体具有极高密度，周围的时空会被扭曲甚至光也无从逃脱，从而形成了黑洞。该理论认为时空结构可以弯曲和延展，所以形成的扭曲构型有多种可能。在1935年，爱因斯坦和纳森•罗森描绘了两片时空网如何交联，并架起贯穿的桥梁。这只是一种类型的虫洞，其他的模型不断地设想出来。

一些虫洞是贯通的，意味着人类可能实现时空穿梭，尽管如此，虫洞需要足够大并且能够克服重力保持张开状态，意味着进行该类时空穿梭需要巨大的重力势能。

这听起来像是科幻小说？我们知道重力势能的存在，也在实验室中获得了小量的重力势能，它其实就隐藏在宇宙快速膨胀的背后，相信大自然总有创造虫洞的办法。

发现天空中的虫洞

我们怎么证明虫洞真实存在呢？在皇家学会天文月刊中，俄罗斯天文学家指出虫洞可能存在于明亮的星系中心，并提出了几种观测方法。大致是基于虫洞一侧出来的物质与落入虫洞的相互作用，碰撞产生了壮观的伽马射线，从而用望远镜观测到。

图注：这是目前观测到的唯一黑洞。(图片来源:国家科学基金会)

先前研究认为外部观测无法区分黑洞与虫洞，但辐射仍是二者的关键。黑洞会产生更少的伽马射线，并以射流的形式喷射出去，而虫洞产生的辐射限制在一个巨大的球体内。研究中涉及的虫洞是可穿梭的，但这不会是趟愉快的旅行，由于靠近活跃星系的中心，剧烈的高温会把一切烤熟。当然并非所有虫洞如此，比如那些远离星系中心的虫洞。

星系中心潜伏着虫洞的想法并不新奇，就拿银河系中心的超大质量黑洞来说，煞费苦心地研究周围的恒星运行轨道才得以将它发现，被授予了2020年的诺贝尔物理学奖，但最近研究表明这种引力可能由虫洞引起。

与黑洞不同的是，虫洞会从另一侧“泄露”重力，幽灵般的重力作用会对星系中心的恒星产生微小推力。随着设备的灵敏度不断改善，在不远的将来这种特殊的推力实现可测性。巧合地是，最近还有研究发现了奇怪的无线电圈，它们非常庞大，不与任何可见物体相关联，而且无法用传统观念解释，所以虫洞是一个很可能的原因。

棘手的问题

某种程度上虫洞是奇幻的设想，但它强烈地激起了人类的想象力。不同于令人畏惧的黑洞捕获冒险进入的物质，虫洞可能带给我们超越光速的远距离穿梭，当然也可能像斯蒂芬·霍金的最后一本书中那样描述，是潜在的时间机器，可以让我们回到过去。

虫洞也有可能出现在统治着原子和粒子的量子物理中。根据量子力学，粒子可以从真空中冒出，不过一会儿就消失了，有大量的实验收获了这样结果。那么粒子可以被创造，虫洞不也有可能吗？物理学家认为，虫洞可能在宇宙早期由量子粒子泡沫形成，其中一些原始虫洞今天仍然存在。

“量子隐形传态研究”——无实体地传输量子信息，工作方式与两个黑洞连接成虫洞有着惊人的相信。这一实验或可解决量子信息悖论，即物理信息可能在黑洞中永久消失。它们也揭示了不相容的量子物理理论和引力理论之间的深层联系——虫洞与两者都有关——这可能有助于构建“万有理论”。虫洞的重要作用已经是不可忽视了

我们尚且无法观测虫洞，但它们一定就在那儿。相信借助虫洞我们能够破解最深奥的宇宙奥秘，探究我们生活的宇宙是否唯一存在。

BY:Andreea Font

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