在科幻電影中，總少不了通過蟲洞實現時空穿越的橋段。

　　自蟲洞的概念誕生以來，科學家們(men) 一直在討論利用其實現時空穿越的可能性。但發現蟲洞，甚至構建或穿越蟲洞，一直是物理學研究前沿最熱也是最難解的“懸案”。

　　3月30日，科技日報記者了解到，國際知名期刊《歐洲物理雜誌C輯》日前以封麵文章的形式介紹了揚州大學引力與(yu) 宇宙學研究中心戴德昌教授團隊完成的最新研究成果。值得關(guan) 注的是，這項研究成果首次跳出傳(chuan) 統蟲洞研究方法，從(cong) “膜宇宙”的角度探討構建“類蟲洞”的可能性及方法。

　　迄今為(wei) 止沒有人發現蟲洞

　　什麽(me) 是蟲洞？“很多人對蟲洞的理解，停留在科幻作品中的時空通道。”戴德昌說，但在科學家看來，蟲洞卻是一個(ge) 經過嚴(yan) 格數學推理的物理模型。

　　戴德昌介紹，1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到第一個(ge) “黑洞解”，即如果質量過度集中於(yu) 空間中，其周圍會(hui) 形成一個(ge) 連光都無法脫離的區域。

　　“這個(ge) 區域的邊界稱為(wei) 視界麵。在視界麵內(nei) 的事物都會(hui) ‘陷入’黑洞中無法掙脫。”戴德昌說。

　　1935年愛因斯坦和內(nei) 森·羅森對史瓦西的黑洞解做了一個(ge) 線性代換，形成一個(ge) 新的度規（規定變量值或點的位置的一種方法）。

　　這個(ge) 新的度規顯示當物質經過“黑洞視界”（即視界麵）後，會(hui) 進入另一個(ge) 世界。

　　根據這個(ge) 解，愛因斯坦預言，宇宙中存在一種連接著不同時空的特殊通道即蟲洞，人們(men) 可以通過穿越這種通道的方式減少宇宙旅行的時間和距離。

　　“雖然愛因斯坦的廣義(yi) 相對論從(cong) 數學上預測了蟲洞的存在，但迄今為(wei) 止還沒有人發現它。”戴德昌說。

　　從(cong) 觀測恒星的運動偏差入手

　　2016年，美國激光幹涉引力波天文台捕捉到兩(liang) 個(ge) 黑洞合並產(chan) 生的引力波時，發現這個(ge) 引力波有回聲，於(yu) 是有人猜測，這個(ge) 回聲是經由蟲洞傳(chuan) 到對邊，又返回來形成的。

　　受此啟發，戴德昌團隊開始研究引力波或電磁波穿越蟲洞引起另一側(ce) 擾動的可能性。團隊認為(wei) ，在蟲洞對麵的東(dong) 西會(hui) 影響我們(men) 自身宇宙的引力或重力加速度，所以研究大質量星體(ti) （或黑洞）附近的

　　恒星運動，就可以確定其有沒有受到來自其他世界或物質的影響。如果恒星的運動速度偏離現有理論預言，就表示有可能存在未知的物質或蟲洞。

　　經過慎重的計算與(yu) 篩選，團隊選擇位於(yu) 銀河係中心的超大質量黑洞人馬座A星（位於(yu) 銀河係銀心的一個(ge) 非常光亮及致密的射電波源，很可能是離地球最近的超大質量黑洞所在處）附近的恒星S2進行觀測，力圖捕捉到蟲洞蹤影。

　　“觀測數據雖仍在進行中，目前尚不能完全證明蟲洞的存在，但我們(men) 已經形成了係列間接成果。”戴德昌說。

　　2019年，戴德昌團隊在國際知名雜誌《物理評論D輯》上發表文章，團隊研究發現蟲洞所連接的宇宙可以和我們(men) 宇宙裏麵的物質產(chan) 生交互作用。

　　該項研究成果得到諾貝爾獎得主美國加州理工大學教授基普索恩極高評價(jia) ，美國《紐約時報》以“如何穿越蟲洞”為(wei) 題對該項研究成果進行了大幅報道。

　　“類蟲洞”尚不能保證結構穩定

　　如何穿越蟲洞？“近100年來，蟲洞以其獨特的魅力吸引著無數科學家投身到穿越時空的探索中。”戴德昌說，雖然深空探測的技術一直在升級迭代，相關(guan) 理論也在不斷求新求變。但穿越蟲洞一直是一個(ge) 遙不可及的夢想。

　　“雖然人們(men) 很早就從(cong) 理論上證明了蟲洞的存在，但當前主流的理論卻認為(wei) 蟲洞無法用作星際穿越。”揚州大學引力與(yu) 宇宙學研究中心教授王元君說。

　　王元君介紹，在廣義(yi) 相對論中，蟲洞極度彎曲，無法穩定存在，需要負能量支撐。而根據目前的理論，在宏觀尺度上是無法製造出負能量的。

　　另外，理論認為(wei) 真空量子擾動可能會(hui) 提供局部負能量，進而形成微觀蟲洞，但是其相關(guan) 機理和形成機製，目前還無法應用到宏觀領域。

　　但令人驚喜的是，戴德昌團隊的最新研究為(wei) 探尋蟲洞帶來了新的轉機。“我們(men) 團隊首次在‘膜宇宙’模型的基礎上研究蟲洞結構生成機製。”戴德昌說，所謂“膜宇宙”指的是科學家們(men) 認為(wei) 我們(men) 的宇宙是在更高維時空中的一片膜。

　　“兩(liang) 張膜上物質間的引力作用可以抵抗膜的張力，並造成膜變形，最後兩(liang) 個(ge) 物質可能會(hui) 吸附在一起，並把膜連結在一起。”戴德昌說。

　　“如果膜沒有反彈回去，就會(hui) 形成一個(ge) 新的拓撲結構。”戴德昌說，“這樣的效應很像蟲洞。因此我們(men) 稱之為(wei) ‘類蟲洞’結構。”

　　為(wei) 了驗證這種“腦洞大開”的想法，團隊展開了大量理論計算探究“類蟲洞”的形成條件。

　　戴德昌介紹，他們(men) 團隊選擇兩(liang) 個(ge) 與(yu) 太陽質量相當的物體(ti) ，計算了兩(liang) 個(ge) 膜（平行宇宙）之間合理的張力值和距離大小。研究發現，兩(liang) 個(ge) 宇宙形成“類蟲洞”的條件，取決(jue) 於(yu) 膜的張力條件。極端條件下，如果張力為(wei) 零，任何兩(liang) 個(ge) 質量不為(wei) 零的物體(ti) 間都可能形成“類蟲洞”結構。

　　他們(men) 的研究還發現，在一定的膜張力下形成“類蟲洞”，如果這兩(liang) 個(ge) 大質量物體(ti) 是黑洞的話，那麽(me) 它們(men) 之間即便形成蟲洞也無法通過，因為(wei) 物質無法穿過黑洞視界。但如果兩(liang) 個(ge) 大質量物體(ti) 是中子星或者其他不存在視界麵的物體(ti) ，那麽(me) 理論上它們(men) 之間形成的蟲洞是可通過的。因而，戴德昌團隊首次從(cong) 物理學角度證明了宏觀領域穿越蟲洞的可能性。此外，團隊還采用膜的張力來替代負能量所扮演的角色。

　　“在我們(men) 團隊的設想中是不需要額外的負能量來製造蟲洞的。這為(wei) 構建蟲洞提供了一個(ge) 全新的思路。但目前還不能保證這種‘類蟲洞’結構的穩定性。”戴德昌說。

　　戴德昌最後介紹，為(wei) 了驗證這個(ge) 想法，我們(men) 仍需要對這類“類蟲洞”穩定性進行全麵分析，這也是團隊未來進一步重點研究的方向。

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