蟲洞引發(fā)了人們對于時空旅行的遐想，但長久以來人們無法確定蟲洞是否真實存在，也難覓其蹤跡。不過近年的一些研究表明，蟲洞確實是可能存在的，而且使用人們熟悉的物理學理論便可能構造出微型蟲洞。?

　　撰文丨布倫丹·福斯特（Brendan Foster）?

　　翻譯丨李詩源?

　　審校丨楊心舟?

　　在人們開展黑洞研究的早期，甚至“黑洞”一詞還未誕生之時，物理學家還并不知道這些奇怪的物體是否真的存在于現(xiàn)實世界中。在當時，用于描述引力的廣義相對論剛剛興起，而黑洞本可能只是該理論復雜數(shù)學過程中奇怪的一部分。不過這些年來，越來越多的證據(jù)表明黑洞確實是真實存在的天體，而且甚至就存在于銀河系當中。?

　　尋找蟲洞?

　　如今，人們還難以判定廣義相對論所預言的另一種奇怪天體——蟲洞——是否存在。蟲洞是可以通向宇宙另一側的神奇隧道，但它們真的存在嗎？如果蟲洞就存在于我們的宇宙中，那么人類是否可以寄希望于利用它們暢游宇宙？?

　　1935年，就有人預言蟲洞存在，但是在此之后的研究似乎指向了否定的答案——蟲洞看起來不太可能是真實存在的。然而最新的研究提供了一些關于蟲洞如何產生的線索，而且這一過程可能比物理學家長期以來所想的要更簡單。?

　　蟲洞的概念最早由物理學家阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）和內森·羅森（Nathan Rosen）提出。他們曾研究了一些奇怪的方程，并思考這些方程究竟代表了什么，而如今我們已經知道這些方程描述的是一種叫做“黑洞”的、無法逃離的一小塊空間。愛因斯坦和羅森發(fā)現(xiàn)，至少在理論上，黑洞的表面可能成為連接另一片空間的橋梁。這種旅行可能就像你沿著浴缸的下水管道走，出來之后來到另一個和之前一樣的浴缸中，而不會卡在管道里。?

　　后來的研究工作拓展了這一想法，但是卻遇到了兩個始終無法克服的難題：蟲洞十分脆弱和微小，這導致容易被發(fā)現(xiàn)且可以被人類利用的蟲洞很難形成。首先，根據(jù)廣義相對論，穿過蟲洞的任何普通物質的引力作用都會牽拉并關閉這一隧道。形成穩(wěn)定的蟲洞需要某種額外的、非典型的成分，以保持蟲洞開放，研究人員將其稱為“奇異”物質。?

　　其次，科學家們所研究的蟲洞形成過程依賴于一種特殊效應，它讓宏觀世界的旅行者無法進入其中。因此，研究蟲洞的難點在于，生成蟲洞的過程和穩(wěn)定蟲洞的奇異物質不能偏離人們所熟悉的物理學理論太遠。?

　　“奇異”并不意味著物理學家們可以在紙上隨便空想出一種可以實現(xiàn)這項功能的東西。但是迄今為止，人們根據(jù)熟悉的物理學理論只能構想出微觀尺度的蟲洞。要想產生更大的蟲洞，似乎還需要一種既不尋常又可信的過程或者物質?！斑@就是棘手之處。”布蘭迪斯大學的物理學家、蟲洞研究者布里安娜·格拉多-懷特（Brianna Grado-White）說。?

　　突破性進展?

　　2017年，蟲洞研究取得了突破性進展，哈佛大學的高蘋、丹尼爾·賈弗里斯（Daniel?Jafferis）和新澤西州普林斯頓高等研究院的阿倫·沃爾（Aron?Wall）發(fā)現(xiàn)了一種利用量子糾纏（量子實體之間的一種長距離聯(lián)系）來實現(xiàn)可持續(xù)開放蟲洞的方法。?

　　糾纏態(tài)的奇怪性質使其可以提供維持蟲洞穩(wěn)定性所需的奇異物質。而由于糾纏是量子物理學的標準特征，因此這一狀態(tài)相對來說比較容易產生?！斑@確實是一種美妙的理論想法?！庇艂惔髮W的物理學家納比爾·伊克巴爾（Nabil Iqbal）說道，他并未參與此項研究。?

　　伊克巴爾和他在杜倫大學的同事西蒙·羅斯（Simon Ross）在一項預印本研究中提出了一種容易想象蟲洞的方法。兩位科學家想要探究是否能用高-賈弗里斯-沃爾方法制造出一個大型蟲洞。?

　　他們的工作從理論上提出，黑洞周圍磁場內受到的特殊擾亂是如何導致穩(wěn)定蟲洞產生的。遺憾的是，這一效應依然只能生成微觀的蟲洞，而且伊克巴爾還說，這種情形幾乎不可能出現(xiàn)在現(xiàn)實中。?

　　伊克巴爾和羅斯的工作突出了蟲洞構造過程中棘手的一環(huán)：找到一種可以實現(xiàn)的過程，而且這一過程不需要超出人們熟知的物理學理論太多的額外條件。普林斯頓高等研究院的物理學家胡安·馬爾達西那（Juan Maldacena）曾于2013年指出蟲洞和量子糾纏之間存在聯(lián)系，他和他的合作伙伴、普林斯頓大學的阿列克謝·米列欣（Alexey Milekhin）發(fā)現(xiàn)了一種可以產生大型蟲洞的方法。?

　　他們方法的難點在于要求充滿宇宙的暗物質表現(xiàn)出一種特定的行為，但是我們生存的宇宙中不太可能出現(xiàn)這樣的情況?！拔覀兛梢杂玫姆椒ê苡邢蓿备窭?懷特說，“為了要讓事情看起來和我們需要的一樣，這些方法能做到的也并不多。”?

　　蟲洞研究的熱潮還未退去。目前看來，人們還不可能定制出人體尺度的蟲洞機器，但是研究確實取得了一些進步?！拔覀兞私獾剑瑢嶋H上利用簡單的量子效應便可以制造能保持開放的蟲洞，”格拉多-懷特說，“長期以來，我們認為不可能制造出這樣的東西，但結果表明是可以的?！?

　　原文鏈接：?

　　https：//www.scientificamerican.com/article/wormhole-tunnels-in-spacetime-may-be-possible-new-research-suggests/

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