蟲洞引發了人們(men) 對於(yu) 時空旅行的遐想，但長久以來人們(men) 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(men) 熟悉的物理學理論便可能構造出微型蟲洞。 

　　撰文丨布倫(lun) 丹·福斯特（Brendan Foster） 

　　翻譯丨李詩源 

　　審校丨楊心舟 

　　在人們(men) 開展黑洞研究的早期，甚至“黑洞”一詞還未誕生之時，物理學家還並不知道這些奇怪的物體(ti) 是否真的存在於(yu) 現實世界中。在當時，用於(yu) 描述引力的廣義(yi) 相對論剛剛興(xing) 起，而黑洞本可能隻是該理論複雜數學過程中奇怪的一部分。不過這些年來，越來越多的證據表明黑洞確實是真實存在的天體(ti) ，而且甚至就存在於(yu) 銀河係當中。 

　　尋找蟲洞 

　　如今，人們(men) 還難以判定廣義(yi) 相對論所預言的另一種奇怪天體(ti) ——蟲洞——是否存在。蟲洞是可以通向宇宙另一側(ce) 的神奇隧道，但它們(men) 真的存在嗎？如果蟲洞就存在於(yu) 我們(men) 的宇宙中，那麽(me) 人類是否可以寄希望於(yu) 利用它們(men) 暢遊宇宙？ 

　　1935年，就有人預言蟲洞存在，但是在此之後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(guan) 於(yu) 蟲洞如何產(chan) 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(nei) 森·羅森（Nathan Rosen）提出。他們(men) 曾研究了一些奇怪的方程，並思考這些方程究竟代表了什麽(me) ，而如今我們(men) 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。愛因斯坦和羅森發現，至少在理論上，黑洞的表麵可能成為(wei) 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，出來之後來到另一個(ge) 和之前一樣的浴缸中，而不會(hui) 卡在管道裏。 

　　後來的研究工作拓展了這一想法，但是卻遇到了兩(liang) 個(ge) 始終無法克服的難題：蟲洞十分脆弱和微小，這導致容易被發現且可以被人類利用的蟲洞很難形成。首先，根據廣義(yi) 相對論，穿過蟲洞的任何普通物質的引力作用都會(hui) 牽拉並關(guan) 閉這一隧道。形成穩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(wei) “奇異”物質。 

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

　　“奇異”並不意味著物理學家們(men) 可以在紙上隨便空想出一種可以實現這項功能的東(dong) 西。但是迄今為(wei) 止，人們(men) 根據熟悉的物理學理論隻能構想出微觀尺度的蟲洞。要想產(chan) 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。“這就是棘手之處。”布蘭(lan) 迪斯大學的物理學家、蟲洞研究者布裏安娜·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·賈弗裏斯（Daniel Jafferis）和新澤西州普林斯頓高等研究院的阿倫(lun) ·沃爾（Aron Wall）發現了一種利用量子糾纏（量子實體(ti) 之間的一種長距離聯係）來實現可持續開放蟲洞的方法。 

　　糾纏態的奇怪性質使其可以提供維持蟲洞穩定性所需的奇異物質。而由於(yu) 糾纏是量子物理學的標準特征，因此這一狀態相對來說比較容易產(chan) 生。“這確實是一種美妙的理論想法。”英國杜倫(lun) 大學的物理學家納比爾·伊克巴爾（Nabil Iqbal）說道，他並未參與(yu) 此項研究。 

　　伊克巴爾和他在杜倫(lun) 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(liang) 位科學家想要探究是否能用高-賈弗裏斯-沃爾方法製造出一個(ge) 大型蟲洞。 

　　他們(men) 的工作從(cong) 理論上提出，黑洞周圍磁場內(nei) 受到的特殊擾亂(luan) 是如何導致穩定蟲洞產(chan) 生的。遺憾的是，這一效應依然隻能生成微觀的蟲洞，而且伊克巴爾還說，這種情形幾乎不可能出現在現實中。 

　　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：找到一種可以實現的過程，而且這一過程不需要超出人們(men) 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）曾於(yu) 2013年指出蟲洞和量子糾纏之間存在聯係，他和他的合作夥(huo) 伴、普林斯頓大學的阿列克謝·米列欣（Alexey Milekhin）發現了一種可以產(chan) 生大型蟲洞的方法。 

　　他們(men) 方法的難點在於(yu) 要求充滿宇宙的暗物質表現出一種特定的行為(wei) ，但是我們(men) 生存的宇宙中不太可能出現這樣的情況。“我們(men) 可以用的方法很有限，”格拉多-懷特說，“為(wei) 了要讓事情看起來和我們(men) 需要的一樣，這些方法能做到的也並不多。” 

　　蟲洞研究的熱潮還未退去。目前看來，人們(men) 還不可能定製出人體(ti) 尺度的蟲洞機器，但是研究確實取得了一些進步。“我們(men) 了解到，實際上利用簡單的量子效應便可以製造能保持開放的蟲洞，”格拉多-懷特說，“長期以來，我們(men) 認為(wei) 不可能製造出這樣的東(dong) 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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