穿梭虫洞或成真：科学家寻觅超光速游览新捷径

　　新浪科技讯 北京时间10月28日消息，虫洞是科幻小说中经常呈现的主题，这种时空地道常常被用来执行星际游览和时间穿梭。小说的描写有多少真实成分呢？答案可能比你设想的要多。科学家正在寻找应用“可穿梭虫洞”(假如存在的话)执行超光速游览的方法——甚至能够执行时间游览。

　　物理学家埃里克·戴维斯(Eric Davis)说：“一个可穿梭虫洞就是一个超空间地道，又被称为‘咽喉'，衔接着宇宙内极其悠远的两个地区，或许两个宇宙——假如其余宇宙存在的话，又或许是时间游览中的两个不同时期，或空间中的不同维度。”

　　戴维斯是Tau Zero基金会的成员之一，擅长时间—空间领域的研究。他应用爱因斯坦广义相对论衍生出来的公式思考可穿梭虫洞、曲速引擎和时间呆板存在和设计的可能性(或许不可能的理由)。

太空船穿过虫洞到达宇宙另一地区的艺术设想图

　　建造一个虫洞

　　虫洞是数学家路德维希·弗拉姆(Ludwig Flamm)于1916年第一次提出的，当时他正醉心于爱因斯坦广义相对论中描述引力导致时空弯曲的公式。加州理工学院的物理学家基普·索恩称，尽管这些时空地道是一个迷人的理论可能，但科学家还没有就虫洞是否能在自然中存在达成共识，现在也没有探测到任何的虫洞。

　　索恩及其一些同事的研究还表明，即使一个虫洞呈现了，它很可能会在一个物体(或许人)穿过的时间呈现塌缩。要使虫洞打开的时间足够长，它须要某种折叠，但普通的物资无奈完成这项工作——它须要一种“非同寻常的资料”。

　　戴维斯说：“暗能量是自然存在的奇特资料，它的负压强能产生反向的引力作用，将我们宇宙内部的空间向外推，从而使宇宙呈现膨胀。”除了暗能量，科学家已知的另一种奇特资料是暗物资，其总量是我们常说的物资的五倍。到现在为止，科学家还无奈直接探测到暗物资或暗能量，关于它们的很多性质依然未知。不过，科学家能够通过观察它们对周围空间的影响来了解更多的信息。

　　塞浦路斯东地中海大学的Ali ?vgün称，虫洞有可能会在存在暗物资的地方形成，因此它们可能存在于银河系外围的地区，或许其余星系之内。?vgün正致力于证实虫洞能够存在于暗物资密集的地方。他和同事执行了计算机模拟，表明在暗物资集中的星系晕中假如存在虫洞，能够符合科学家认为所需的物理条件。“但这只是数学证实，” ?vgün说，“我希望有一天它能找到直接的试验证实。”

　　那么，当一个人或一艘太空船穿过虫洞时会发生什么呢？

　　“什么都不会发生！可穿梭虫洞的时空几何学要求没有任何险恶的、无奈忍受的引力潮汐力作用在太空船及其乘客身上，当他们穿过虫洞时，”戴维斯说道，“他们会在地球附近的出发点进入‘咽喉'，穿过虫洞，呈现在目标星体附近的另一侧。”由于这些理论上的通道穿梭了时空，因此从外界观察者的角度看，宇航员似乎执行了超光速游览。然而，从宇航员自己的视角上，他们并未真正地超过光速——他们只是抄了一条近道。

　　在科学家应用虫洞之前，他们首先须要找到虫洞。到现在为止，科学家还没有任何发现。然而，假如虫洞确实存在，在时空中定位它们的存在可能远比听起来的困难得多。“就像电影《星际穿梭》(Interstellar)里呈现的那样，未来世界里，可能会有一些间接观察的试验，” ?vgün说道。

　　基于虫洞理论，?vgün把透过虫洞执行窥视比作路易斯·卡罗的小说《爱丽丝镜中奇遇》(Alice's glimpse through the looking glass)里面的场景。虫洞另一端的空间地区可能会呈现在虫洞入口处，就像曲面镜反射时造成的扭曲。另一个指示的迹象是，光线会在穿过虫洞的时间集中起来，就像风吹过一个自然地道一样。

　　戴维斯将虫洞近端可能呈现的景象称为“彩虹散射效应”(rainbow caustic effect)，这种效应能在相当远的距离上观察到。“天文学家正计划应用望远镜寻找这些彩虹散射，从而找到自然呈现，或许可能是外星人制造的可穿梭虫洞，”戴维斯说，“我还没听说这一计划是否开始执行。”

时空的折叠以及衔接两个悠远宇宙地区的虫洞

　　时间游览

　　作为虫洞研究的一部分，基普·索恩还提出了一个思想试验，将虫洞作为一种时间呆板。有关时间游览的思想试验常常陷入悖论之中，其中最著名的或许就是“祖父悖论”：假如一个人回到从前并杀死他/她的祖父，那这个人就无奈出生，也就无奈像开头那样回到从前。这似乎意味着回到从前的时间游览不可能实现，但据戴维斯的说法，索恩的工作为科学家的探索提供了新途径。

　　戴维斯说：“一个完整的理论物理学领域在那之后诞生了，并发展出其余能因果自洽并解决悖论的时空技术。”尽管对科幻小说迷(以及那些希望改变从前的人)来说，应用虫洞执行时间游览是个十分诱人的想法，但戴维斯称，现在的理论显示，要想制造一个虫洞时光机，那虫洞的一端或许两端将须要加速到接近光速。

　　“建造一个虫洞时间呆板会极其困难，”戴维斯说，“而应用虫洞在恒星间执行超光速星际游览就相对简单得多。”其余物理学家也提出，应用虫洞执行时间游览可能会带来极大的能量积累，并在被用作时间呆板之前摧毁虫洞——这一过程被称为量子反作用(quantum back reaction)。

　　无论如何，探讨这种可能性还是很有趣的。“思考人们所能做到的所有可能性，以及假如他们能时间游览会造成什么结果，”戴维斯说，“退一步说，他们的冒险将非常有趣。”(任天)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/i/2015-10-28/doc-ifxizwsi5666697.shtml

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