改变形状或可使虫洞变得更稳定

发表于 4年以前 | 总阅读数：705 次

深入虫洞

假如虫洞真的存在，它们可以让你在瞬息之间从A点到达极远处的B点，相当于用“作弊码”带你抄了一条近道。看到夜空中那颗距我们数百万光年的恒星了吗？假如有一个将你与这颗恒星相连的虫洞，你在短短几分钟之内即可抵达。听上去这么神奇，难怪虫洞几乎成为了科幻小说的“标配”。

但虫洞并不是我们凭空想象出的产物，而是根据爱因斯坦广义相对论推算出的结果。广义相对论是现代人对引力作用机制的理解方式，认为物质和能量可以使时空纹理发生弯曲或扭曲，而时空的弯曲和扭曲反过来也会影响物质的运动方式。

有人不禁想到，时空能否被弯曲到与自身重叠的程度？这样一来，就可以在两个相距甚远的点之间构建起一条短距离通道了。

1970年，科学家惊讶地发现，这个问题的答案竟然是肯定的。在广义相对论的框架下，虫洞完全有可能实现。

只有一个问题：这些虫洞非常容易坍塌，往往刚刚形成便土崩瓦解。

稳定的关键

虫洞之所以如此不稳定，是因为它们本质上是由两个黑洞相互接触构成的。这两个黑洞在各自的奇点处与彼此相连，从而形成了一条通道。

但奇点处的密度无限大，并且周围围绕着一圈名叫事件视界的区域。事件视界是一道有去无回的边界，一旦你跨过了黑洞的事件视界，就再也无法从中逃出。

为解决这一问题，虫洞的入口必须位于事件视界之外。这样你才能从虫洞中穿过去，而不会闯入事件视界、永远无法逃脱。

但一旦你进入了虫洞，虫洞中就会充斥着你的质量，你的引力也会使虫洞通道发生扭曲，导致虫洞坍塌，就像橡皮筋受到太大的拉力崩断了一样，只剩下两个相互独立的黑洞（你的身体碎片也会散落到宇宙各处）。

而科学家发现，有一种方法既能让虫洞入口位于事件视界之外、又能让虫洞保持足够长时间的稳定状态。但这种方法需要用到负质量物质。负质量与普通的质量没什么不同，只不过多了一个“负”字。如果收集到了足够多的负质量物质、将它们集中在一处，便可使虫洞保持开启状态。

但就我们所知，拥有负质量的物质并不存在。我们尚未发现它们存在的证据，并且假如这类物质真的存在，将违反许多宇宙法则，如惯性和动量守恒等等。例如，假如你踢了一个负质量的球，它会向后飞去；假如你把一个负质量物体推向一个正质量物体，它们不会相互吸引，反而会相互排斥，永远以加速状态朝着远离对方的方向运动下去。

既然宇宙中似乎不存在负质量物质，虫洞好像也不大可能存在。

在量子理论中寻找慰藉

但以上针对虫洞的假设都是建立在广义相对论的基础之上的。这是我们目前对引力作用机制的理解，而这种理解还不够完善。

我们知道，广义相对论无法描述宇宙中所有的引力相互作用，因为对于极小尺度下的极大引力（如黑洞内部的奇点），这套理论就会失灵。要解决这一问题，我们需要借助量子引力理论，它可以将我们对亚原子粒子世界的认识与对大尺度引力的理解相结合。但量子引力理论至今仍未成型，因为每当我们想将微观世界与宏观世界的理论合二为一，最终总会遇到说不通之处。

不过，我们对量子引力的作用机制已经有了一些猜测。并且我们对此研究得越多，对虫洞的可行性的认识就越多。我们也许会以全新的、更佳的视角认识引力，在这套新框架下，我们根本不需要负质量物质，便可构建出稳定的、能容人穿行的虫洞。

伊朗德黑兰大学的两名理论学家在论文预印网站arXiv上发表了一篇针对虫洞的新研究。他们运用了一些特殊的技巧，研究了量子力学可能对标准广义相对论框架造成哪些改变。研究发现，稳定可穿行的虫洞也许无需负质量物质便可实现，但虫洞入口需要稍微拉长一些、不能是完美的球形。

虽然该研究结果很有趣，但存在一处缺陷：这些假想中的可穿行虫洞体积极小，直径最大只有1.61×10-35，任何想从中穿过的人或物体都不能比这大，并且必须以接近光速的速度运行。

虽然存在局限性，但此次研究的确在虫洞问题上打开了一条缝隙，为更多后续研究提供了可能。