19世纪末的以太实验确定了光速不变且不可被超越后,每秒30万公里的真空光速就成了宇宙的铁律,不论是太阳发出的光还是我们互相交流使用的电磁波,都只能以每秒30万公里的速度飞行,这个速度可以在一秒钟绕地球飞行7.5圈,但在宇宙中光速就跟龟速一样,远远无法让我们看到宇宙的实时状态。
在光速限制的情况下,我们看到的太阳永远是8分20秒之前的太阳,哈勃和韦伯望远镜看到的宇宙也永远是是过去的宇宙,最重要的是在光速限制下,就算未来的人类文明发明了光速飞船,在地球上的人看来飞船也需4年时间才能飞到半人马座比邻星,10万年后才能横穿整个银河系,254万年后才能到达仙女座星系。所以不论是科幻作品还是现实中的科学界,都不止一次的设想过超光速方案,最好是一秒钟就能跨越一光年的那种。
目前来看有两个办法能实现,第一是一百多年前爱因斯坦广义相对论中的时空折叠,用现在的话来说是虫洞,它的基本原理很简单:我们的宇宙在广义相对论的描述中是一个充满弹性能被质量随意扭曲的时空,因此才远方恒星发出的光在经过太阳附近时会发生偏折,因此宇宙中才会出现黑洞,现如今的引力透镜乃至于引力波,都是宇宙时空能被质量影响到证据。在时空能被扭曲的情况下,虫洞技术就是将宇宙中两个相隔若干光年的星系或者星球,用扭曲的时空的方式让它们无限接近彼此,并创造出一个可以通过的隧道,整个过程有点像把一张纸对折再戳个窟窿,这样一来二维纸面上相隔很远的两个点,就能在纸张折叠的过程中在三维上无限接近彼此,再通过窟窿互相连接。
然而现实中的虫洞并不容易生成,因此我们的宇宙目前太冷了,接近绝对零度的背景温度让宇宙时空变得十分牢固,除了黑洞这种奇葩天体能把时空扭曲出一个凹陷外,剩下的所有天体都无法影响时空的结构,所以想要生成虫洞,我们至少要掌握制造黑洞级别时空扭曲的能力才行。天文学家们相信在宇宙大爆炸之初的时候,当时宇宙时空的温度还很高,整个时空就像烧开水时一样沸腾,而虫洞就是沸腾过程中开水内随机产生并短暂相连的气泡,后来随着宇宙的冷却,气泡都消失了,虫洞也就失去了存在的基础。
量子物理学家则认为,虽然宏观状态的虫洞已经失去了存在的基础,但在量子领域虫洞仍然是有可能存在的,这个理论后来还被用在了漫威电影里,蚁人就是用量子世界的虫洞才穿越了时间和空间回到过去的。总体来看虫洞作为一个真正能实现一秒跨越一光年的技术,虽然现在实现的概率还很渺茫,但随着未来科技尤其是理论物理学的进步,我们也许真能生成虫洞,在宇宙中自由穿梭