蟲洞可以實現時空穿越嗎？

如果真空中的光速就是宇宙萬物的速度極限，人類的太空旅行將受到極大的限制。那么，是否存在一些方法，使我們能夠實現長途太空旅行呢？

蟲洞作為時空穿越的捷徑，或許就是這個問題的終極答案。1916年，奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出了蟲洞這個概念。1935年，愛因斯坦和納森·羅森在研究引力場方程時進行了大膽的假設：如果蟲洞可以連接兩個不同的時空點，那么透過蟲洞就可以做瞬時間的空間轉移或者時間旅行。

怎么通過蟲洞穿越時空？

所謂“蟲洞”，就是宇宙中可能存在的連接時空中不同兩點的狹窄隧道。你有沒有看過《星際穿越》？在這部著名的科幻大片中，物理學家羅米利生動形象地向飛船駕駛員庫珀解釋了蟲洞的概念。他拿起一張紙來表示我們的宇宙空間，然后在紙上標注了兩個位置，并用一條直線將它們連接起來，這條線就是平坦時空中兩點之間的最短路徑。羅米利隨后將紙對折起來，并用筆從兩點之間穿了過去，這時，他就創造出了比之前更短的路徑。電影中，他們也正是通過蟲洞從木星旁直接穿越到了另一個星系。

蟲洞可以提供時空旅行的可能性，同時也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道。

平坦時空

在愛因斯坦的相對論中，物質的存在會使時空彎曲，物質質量越大，時空彎曲越大。引力是時空彎曲的表現。而平坦時空是指沒有彎曲的時空，這意味著沒有引力和物質，所以這樣的時空是不存在的。

黑洞

黑洞是存在于宇宙空間中的一個神奇的天體，它的引力極其強大，任何東西甚至包括光都無法從其事件視界中逃脫。

白洞

白洞與黑洞正好相反，1964年，宇宙學家伊戈爾·諾維科夫提出了白洞存在的可能性。作為宇宙中的噴射源，白洞可以向外部區域提供物質和能量，但不能吸收外部區域的任何物質和輻射，所以白洞是理論假設中的一種只發射、不吸收的特殊宇宙天體。

事件視界

事件視界是一種時空的曲隔界線。視界中任何的事件都無法對視界外的觀察者產生影響。在黑洞周圍的便是事件視界。在非常巨大的引力影響下，黑洞附近的逃逸速度大于光速，使得任何光皆不可能從事件視界內部逃脫。

超大質量黑洞

科學家普遍認為，大多數星系的中心都存在著超大質量黑洞。2019年4月10日，“事件視界望遠鏡”團隊發布了橢圓星系M87核心的超大質量黑洞的照片，這是人類歷史上第一張黑洞照片。這個黑洞的質量大約是太陽的65億倍。

一些科學家認為，黑洞和蟲洞的外觀看起來非常相似，星系中心的超大質量黑洞實際上可能就是蟲洞。

蟲洞真的存在嗎？

假如現實中真的存在蟲洞，它的外觀看上去很可能是一個球體。當你站在蟲洞前，前方是一個通往遠方的球狀窗口，窗口還閃爍著來自遙遠宇宙的光。你一旦穿過蟲洞來到時空隧道的另一端，你原本的家就會變成球狀窗口閃爍著光的彼端。如果把早期理論中的時空比作一張硬邦邦的木頭床，那么在愛因斯坦的相對論中，時空更像一張水床，不光具有彈性還可以彎曲，甚至能撕裂和修補，這種理論使蟲洞的存在變成了可能。

如果想制造一個蟲洞，都需要什么呢？

首先，我們要搞清楚蟲洞必須擁有哪些特質，我們才有可能實現時空穿越。

1.蟲洞必須連接時空中遙遠的兩點，比如你的教室和北極星。

2.蟲洞不應包含任何阻礙雙向通行的事件視界。

3.蟲洞應該足夠大，以免人類旅行者被蟲洞內部強大的引力傷害。

其次，我們還需要解決的最大問題，就是保持蟲洞暢通。因為無論怎么制造蟲洞，無論可穿越蟲洞的兩端是我們現在所處的宇宙還是另一個平行宇宙，引力都會試圖關閉它。所以，必須存在一些東西維持蟲洞的開啟，在古老的弦理論中，宇宙弦充當了這個撐著“門”的角色。

弦理論和宇宙弦

弦理論的一個基本觀點認為，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是線狀的“弦”。宇宙弦是假設性的、理論上可能存在的時空。宇宙大爆炸產生的能量形成無數細長且能量高度集聚的管子，這種管子便被叫作宇宙弦。

最后，要想制造一個蟲洞，我們還需要具有負質量的奇異物質。負質量，指的是一種具有特殊質量的物質，它的質量正負值與正常物質相反。負質量仍在搜索階段，有科學家認為，負質量只要有一個合理的產生途徑，它就可以存在，這對天文學的未來具有重要的意義。人、行星以及宇宙中其他一切具有正質量的物體都會因為引力而互相吸引。但負質量恰恰相反，它會導致物體互相排斥。利用這一性質，或許就能讓蟲洞維持開啟狀態。

天文學研究對于人類生活有很大的實際意義，它能直接影響我們自然觀的形成。古代的天文學家通過觀測太陽、月球和一些其他天體及天象，確定了時間、方向和歷法。隨著人類社會的發展，天文學的研究對象從太陽系發展到整個宇宙。而今天，隨著科技的發展、觀測手段的不斷豐富，人類的探測范圍已拓展到距地球100多億光年的地方。

地球之音

早在1977年，人類就將名為“地球之音”的銅質鍍金激光唱片隨旅行者號探測器送入太空。這張承載著與宇宙其他星系溝通使命的唱片中收錄了多種大自然的聲音，包括海浪聲、風聲、雷聲以及鳥、鯨魚等動物的叫聲等，還有來自不同文化及年代的音樂、地球人用55種語言（或方言）問好的錄音。如果真的有外星智慧生命捕獲到此唱片，他們能依據唱片上的信息推算出探測器的發射日期。旅行者1號探測器在4萬年后才會從一顆恒星旁飛過，但它與這顆恒星之間仍有大約1.6光年的距離。雖然探測器被捕獲的可能性不大，但“地球之音”的意義大于作用，可見人類對于宇宙的好奇、探索未知的熱情以及渴望與外星生命溝通的愿望十分強烈。

人類探索宇宙的腳步從未停止。近10年間，天文領域取得了巨大進展：我們得到了人類史上第一張黑洞照片、發現了引力波存在的證據、飛越了冥王星、確認了火星表面存在流動的液態水等。如今，商業衛星發射已成氣候，太空旅行欣欣向榮。