蟲(chóng)洞引發(fā)了人們對(duì)于時(shí)空旅行的遐想，但長(zhǎng)久以來(lái)人們無(wú)法確定蟲(chóng)洞是否真實(shí)存在，也難覓其蹤跡。不過(guò)近年的一些研究表明，蟲(chóng)洞確實(shí)是可能存在的，而且使用人們熟悉的物理學(xué)理論便可能構(gòu)造出微型蟲(chóng)洞。?

　　撰文丨布倫丹·福斯特（Brendan Foster）?

　　翻譯丨李詩(shī)源?

　　審校丨楊心舟?

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

　　尋找蟲(chóng)洞?

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

　　1935年，就有人預(yù)言蟲(chóng)洞存在，但是在此之后的研究似乎指向了否定的答案——蟲(chóng)洞看起來(lái)不太可能是真實(shí)存在的。然而最新的研究提供了一些關(guān)于蟲(chóng)洞如何產(chǎn)生的線索，而且這一過(guò)程可能比物理學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)所想的要更簡(jiǎn)單。?

　　蟲(chóng)洞的概念最早由物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）和內(nèi)森·羅森（Nathan Rosen）提出。他們?cè)芯苛艘恍┢婀值姆匠?，并思考這些方程究竟代表了什么，而如今我們已經(jīng)知道這些方程描述的是一種叫做“黑洞”的、無(wú)法逃離的一小塊空間。愛(ài)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(lái)之后來(lái)到另一個(gè)和之前一樣的浴缸中，而不會(huì)卡在管道里。?

　　后來(lái)的研究工作拓展了這一想法，但是卻遇到了兩個(gè)始終無(wú)法克服的難題：蟲(chóng)洞十分脆弱和微小，這導(dǎo)致容易被發(fā)現(xiàn)且可以被人類(lèi)利用的蟲(chóng)洞很難形成。首先，根據(jù)廣義相對(duì)論，穿過(guò)蟲(chóng)洞的任何普通物質(zhì)的引力作用都會(huì)牽拉并關(guān)閉這一隧道。形成穩(wěn)定的蟲(chóng)洞需要某種額外的、非典型的成分，以保持蟲(chóng)洞開(kāi)放，研究人員將其稱(chēng)為“奇異”物質(zhì)。?

　　其次，科學(xué)家們所研究的蟲(chóng)洞形成過(guò)程依賴(lài)于一種特殊效應(yīng)，它讓宏觀世界的旅行者無(wú)法進(jìn)入其中。因此，研究蟲(chóng)洞的難點(diǎn)在于，生成蟲(chóng)洞的過(guò)程和穩(wěn)定蟲(chóng)洞的奇異物質(zhì)不能偏離人們所熟悉的物理學(xué)理論太遠(yuǎn)。?

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

　　突破性進(jìn)展?

　　2017年，蟲(chóng)洞研究取得了突破性進(jìn)展，哈佛大學(xué)的高蘋(píng)、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(shí)體之間的一種長(zhǎng)距離聯(lián)系）來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)放蟲(chóng)洞的方法。?

　　糾纏態(tài)的奇怪性質(zhì)使其可以提供維持蟲(chóng)洞穩(wěn)定性所需的奇異物質(zhì)。而由于糾纏是量子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)特征，因此這一狀態(tài)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易產(chǎn)生?！斑@確實(shí)是一種美妙的理論想法?！庇?guó)杜倫大學(xué)的物理學(xué)家納比爾·伊克巴爾（Nabil Iqbal）說(shuō)道，他并未參與此項(xiàng)研究。?

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

　　他們的工作從理論上提出，黑洞周?chē)艌?chǎng)內(nèi)受到的特殊擾亂是如何導(dǎo)致穩(wěn)定蟲(chóng)洞產(chǎn)生的。遺憾的是，這一效應(yīng)依然只能生成微觀的蟲(chóng)洞，而且伊克巴爾還說(shuō)，這種情形幾乎不可能出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中。?

　　伊克巴爾和羅斯的工作突出了蟲(chóng)洞構(gòu)造過(guò)程中棘手的一環(huán)：找到一種可以實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，而且這一過(guò)程不需要超出人們熟知的物理學(xué)理論太多的額外條件。普林斯頓高等研究院的物理學(xué)家胡安·馬爾達(dá)西那（Juan Maldacena）曾于2013年指出蟲(chóng)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(xué)的阿列克謝·米列欣（Alexey Milekhin）發(fā)現(xiàn)了一種可以產(chǎn)生大型蟲(chóng)洞的方法。?

　　他們方法的難點(diǎn)在于要求充滿(mǎn)宇宙的暗物質(zhì)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?，”格拉多-懷特說(shuō)，“為了要讓事情看起來(lái)和我們需要的一樣，這些方法能做到的也并不多?！?

　　蟲(chóng)洞研究的熱潮還未退去。目前看來(lái)，人們還不可能定制出人體尺度的蟲(chóng)洞機(jī)器，但是研究確實(shí)取得了一些進(jìn)步。“我們了解到，實(shí)際上利用簡(jiǎn)單的量子效應(yīng)便可以制造能保持開(kāi)放的蟲(chóng)洞，”格拉多-懷特說(shuō)，“長(zhǎng)期以來(lái)，我們認(rèn)為不可能制造出這樣的東西，但結(jié)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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