恒星這個“小動作”暴露了蟲洞的存在？

□文/代小佩

好萊塢大片《星際穿越》劇照

時空的通道是宇宙捷徑

1935年，愛因斯坦和物理學家內森·羅森依據廣義相對論預言宇宙中存在一種特殊的“通道”，即“愛因斯坦-羅森橋”或“蟲洞”。蟲洞連接著兩個不同時空中的點，我們可以通過穿越蟲洞的方式，減少宇宙旅行的時間和距離。

也就是說，蟲洞是宇宙中的捷徑。想象一下，在一張平鋪的紙上，一只螞蟻要從A點走到B點，“旅行”路途即紙面上A點與B點之間的直線距離。如果紙張彎曲，A點和B點之間的空間距離就變得更近，直到兩點重疊。此時，螞蟻再從A點走到B點，“距離”就大為縮短，進而避免了漫長的“旅行路程”。

中國科學院國家天文臺研究員茍利軍說，從地球出發到織女星，如果僅僅限定在我們這個宇宙維度當中，最短的距離也需要25光年，但在高維空間可能只是幾米?！跋x洞相當于高維空間的一個通道，給我們提供了一個便捷的方式，讓我們能夠進行星際旅行?！被铡に鞫鞔饲熬蛯戇^一個利用蟲洞進行星際旅行的劇本，后來被導演斯托弗·諾蘭搬上銀幕，打造了著名的好萊塢大片《星際穿越》。

雖然愛因斯坦的廣義相對論從數學上預測了蟲洞的存在，但迄今為止還沒有人發現它。美國俄勒岡大學理論物理學教授史蒂芬·許表示：“到目前為止，關于蟲洞的整個事情還是一種假設，沒有人認為我們很快就會發現蟲洞。”

人馬座A*吞噬恒星后生成的紅色氣體云

銀心黑洞可能是蟲洞藏身之所

在廣義相對論中，蟲洞與黑洞有關。

在黑洞中，物質坍縮成了一個點，稱為奇點。物質一旦進入黑洞，就會被永遠困住。蟲洞在外部有著與黑洞同樣的結構，但它的中心并非奇點。

雖然黑洞和蟲洞外部結構相同，但蟲洞的另一端可以存在物質，黑洞則不行?？茖W家推測，圍繞蟲洞運行的恒星軌道，可能與圍繞黑洞運行的恒星軌道略有不同。具體而言，如果引力場可以通過蟲洞傳播，那么恒星的軌道將受到影響，并偏離標準的史瓦西軌道。

研究人員建議在銀河系檢驗這一想法。他們認為，尋找這些時光隧道的最佳地點是超大質量黑洞附近，例如銀心的人馬座A＊。因為蟲洞需要極大的時空扭曲，而時空扭曲又取決于非常強大的引力。

蟲洞想象圖

據報道，有研究人員一直在觀測人馬座A＊附近的一顆名為S0-2的恒星。如果蟲洞確實存在于人馬座A＊附近，S0-2就會受到蟲洞另一邊恒星引力的影響，那么隨著時間的推移，S0-2會輕微偏離預期的軌道。

戴德昌和德揚·斯托伊科維奇領導的研究團隊發現，蟲洞入口與普通黑洞存在區別，而且這些差異可以通過遠距離觀測發現，不需要飛臨或鉆入黑洞。

兩位研究者從考察蟲洞口附近時空區域守恒律出發，分別計算了電荷、引力和標量場。檢查這三者是否可以穿過蟲洞，并影響蟲洞另外一側的時空。計算結果顯示，標量場的影響無法穿過蟲洞，但電荷和引力的影響都可以透過蟲洞，在另外一側時空中留下痕跡。

德揚·斯托伊科維奇說：“如果我們檢測到S0-2軌道上的擾動，最有可能的解釋是其附近存在蟲洞。但我們不能肯定地說這一定是蟲洞造成的，因為其他因素也有可能擾亂這顆恒星的運動?！?/p>

人馬座A*吸積盤示意圖

脆弱的蟲洞難當大任

想穿越蟲洞并非輕而易舉。一方面，蟲洞存在與否這一問題本身沒有得到解決，我們不知道蟲洞是否存在；另一方面，即便找到了蟲洞，在穿越蟲洞時還要面臨許多未知的挑戰。

最大的問題就是蟲洞的穩定性難以保證。有人說，蟲洞對于星際旅行或許毫無用處，因為它們會很快崩潰。史蒂芬·許說，穩定蟲洞需要某種非常特殊的物質，但目前尚不清楚這種物質是否存在于宇宙中。

根據基普·索恩的設想，具有“負能量密度”的奇異物可以作為保持蟲洞持續開放的物質條件。由此，蟲洞將被改造成違背因果律的時間機器，用于星際航行。但美國國家航空航天局的埃里克·克里斯蒂安博士說：“目前沒有任何方法來產生這些巨大的負能量，我們對如何創建或維持蟲洞無能為力。”

除此之外，穿越者還要面臨高輻射以及異物接觸的風險。

“使用可穿越的蟲洞進入未來或回到過去，這并非易事，因為將蟲洞轉變成時間機器需要付出很大的努力，要擺脫蟲洞也異常艱難。”天體物理學家埃里克·戴維斯說。

茍利軍表示，我們通常認為的蟲洞很有可能自然存在于黑洞中心，而我們又到不了這個中心。即使黑洞的中心可能產生所謂的蟲洞，還有一個非常大的問題就是蟲洞的時標只有10～43秒，尺度只有10～35米，“如何讓蟲洞達到非常大的尺度讓飛船能夠進入，還要支撐足夠長的時間讓飛船順利穿過，這都是需要解決的問題”。

德揚·斯托伊科維奇說：“即使蟲洞可穿越，人與飛船也很可能無法通過。我們需要負能量來保持蟲洞的持續開放，但目前我們什么也做不了。總之，要創建一個穩定的、巨大的蟲洞，需要一些未知的‘魔術’。”

廣義相對論似乎確實允許時空經過某些路徑，給出時空旅行的可能，但是這些路徑超出了人類已有的測試能力。至少目前來看，還沒有已知的時空旅行方式，蟲洞也只能是我們翹首以盼的未來。 文章來源：《科技日報》