maven 版本 snapshot:什么是虫洞？

60多年前，爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是宇宙中的隧道，它能扭曲空间，可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。

早在20世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。

随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。

据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。

宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报，不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。

据科学家观测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。

科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。

根据上述文章~~可以从理论上判定~~~是可以的~~

60多年前，爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是宇宙中的隧道，它能扭曲空间，可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。

早在20世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。

随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。

据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。

宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报，不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。

据科学家观测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。

科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。

根据上述文章~~可以从理论上判定~~~是可以的~~

“虫洞”（wormhole）作为一个天体物理学中的术语，原是出于比喻。在英语中，蚯蚓、蛔虫之类的蠕虫，被称为“worm”，而虫子蛀出来的弯弯曲曲的洞——有点象中国古代线装书上被虫蛀出来的洞——则被称为“wormhole”。所以“wormhole”有时也被译为“蛀洞”或“蠕洞”，但是比较通行的译法是“虫洞”。
在天体物理学中，“虫洞”的意思，按照史蒂芬·霍金在《时间简史》中的通俗解释是这样的：“虫洞就是一个时空细管，它能把几乎平坦的相隔遥远的区域连接起来。……因此，虫洞正和其他可能的超光速旅行方式一样，允许人们往过去旅行。”说得更直白一点，就是从理论上说，虫洞可以让人从一个世界（时空）到达另一个世界。
这种想法，当然是科幻电影最欢迎的思想资源之一。电影《时间线》（Timeline）的故事结构，就是在此基础上建立起来的。 故事开始于现今的某个年代，类似于时间机器的东西已经被人类制造出来。一位考古学教授正在向学生们讲述英、法之间“百年战争”中的一次战役，另一位年轻的考古学家安德烈·马瑞克则补充了动人的历史情节：英军将仪态万方的法国贵妇克莱尔杀害，并在拉洛克城堡上示众，结果法国骑士们义愤填膺，为替美人复仇奋不顾身，终于攻克城堡。
马瑞克还在考古遗址发现了一个石棺，上面有一位骑士和一位贵妇牵手并卧的石雕，他向同伴感叹，贵妇的雕像多么美丽，以及骑士和她牵手多么浪漫。奇怪的是，那位骑士雕像是没有右耳的。
接下来的情节就奇峰突起了。教授在旅行中不慎遭遇了一个虫洞——这个虫洞虫洞所对应的时空点，是中世纪后期，公元1357年的法国，英法“百年战争”正在这里进行着，两国的武士们在这片土地上反复厮杀。教授失陷在这个时空点上，无法回到现在。
为了将教授从1357年救回来，有关方面决定将五位年轻的考古学家派往这个时空点。为什么不派特工、特警之类的人物，而要派考古学家呢？有关方面的负责人解释说：“我的人不懂中世纪文化，”结果这五位年轻人就不得不去往一个六百多年前的陌生世界。
他们前往过去世界的途径，仍然是那个虫洞。经历虫洞的光景，照例是变形、高亮度、最后消失，这是不少科幻电影和小说——比如李连杰主演的《救世主》（The One）——中想象的光景，《时间线》也未能免俗。至于如何回来，这部电影中的办法是：五位考古学家每人都有一个硬币状挂件，只要在适当的空地上按下挂件上的按钮，就可以回到现在——但这只是理论上如此，实际上他们的挂件大多被英国武士抢走或弄坏了。

通过虫洞前往过去或未来世界，毕竟是一个相当抽象的概念。《时间简史》之类的书中所画的虫洞图像，通常是两片平行宇宙，代表两个不同的时空，也即两个不同的世界，中间有圆锥状的通道，那个通道就是虫洞，也就是所谓的“爱因斯坦—罗森桥”。
令人惊奇的是，史蒂芬·霍金等人想象的这种图景，竟然和中国古代的宇宙图景异曲同工！古代中国的宇宙学说中，有一派称为称为“盖天”，认为天地就是平行平板，天地之间，北极之下，是一个圆锥形的柱子，这种图景，和中国古代传说中的神木、天柱、登葆山等等，以及古代印度宇宙图景中的须弥山之类，都有相似之处，而后面这些东西，都被认为是天地之间的通道。所有这些，都和“爱因斯坦—罗森桥”有着某种形式上的相同之处。
从抽象的意义上说，在古人心目中，天地是两个不同的世界，天上是众神所居，地上是凡人所住，天、地之不同，几乎类似于两个不同的宇宙或时空。至于“天上一日，地上千年”之类的传说，更与不同的时空概念大有巧合。如果将古代的这些传说，视为某个已经消失（或者离去？）的高级文明留下来的吉光片羽，当然是缺乏根据的。但是，这些传说中天地之间的通道，它们的形状确实和史蒂芬·霍金等人想象的虫洞十分相似。

当我们再次离开抽象的思辨和联想，回到《时间线》那里，影片中最动人的爱情故事就展开了。五位年轻的考古学家到达1357年的法国，立刻卷入了英法之间的战争，没多久他们中的一位就被英国武士杀死。
马瑞克遇见了贵妇克莱尔，而且和她相爱了。但是在拉洛克城堡攻防战中，克莱尔被英军俘获，马瑞克也被击倒在地，英国武士的战斧向他劈头砍来——马瑞克是现代的文弱书生，在古代的专业武士面前哪里是对手？眼看小命休矣，他只能将脑袋向旁边避让，战斧闪电般落下，劈去他的一只耳朵。他先是痛呼“我的耳朵”，忽然脑海里灵光一闪，想起他发现的石棺上的无耳骑士雕像，大叫一声“那就是我！”顿时天降神勇，奋不顾身，挺剑而斗，竟将英国武士一剑刺死！随后英雄救美，护着克莱尔逃出敌阵。
当同伴们找到失陷的教授，准备返回现在时，马瑞克竟不愿意和他们一同回去——他要和他心爱的克莱尔一起生活。
电影结尾处，考古学家们再次来到先前马瑞克发现的石棺那里——他们现在当然已经知道那个无耳骑士就是马瑞克。他们仔细释读雕像下面的铭文，发现有如下字样：“安德烈·马瑞克及爱妻克莱尔。……我选择了一种美妙的生活。”联想到影片开始时马瑞克对同伴说他要“自己创造自己的历史”，正是暗示这一结局。而马瑞克的生卒年，现在变成了“生于公元1971年，卒于公元1382年”！
这个美妙的结局，再次涉及史蒂芬·霍金《时间简史》中的问题：人回到过去能不能干预历史，改变历史？一种结论是只能旁观，不能干预，不能改变，这被霍金称为“协调历史方法”；另一种就是所谓的“多世界”（“多重宇宙”）理论，人回到过去可以干预历史，改变历史，实际上是产生一个新的世界和历史，这被霍金称为“选择历史假想”。霍金本人似乎倾向于前一种结论，但是毫无疑问，科幻电影的编剧、导演们，科幻小说的作者们，都是喜欢后一种结论的——谁都看得出，只有采纳后一种结论才编得出好玩的故事嘛。

哇~那位老兄好厉害。
到现在为止，我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上，我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷，事情会变的更复杂。特别的是，你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是，旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。

白洞有可能离黑洞十分远；实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是，一个时空区域，除了虫洞本身，完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离，甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去，这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说，它们听起来很酷。

但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前，你因该知道两件事。首先，虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时，只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的，当黑洞由普通物质坍塌形成（包括我们认为存在的所有黑洞）并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个，你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点，那是你唯一可去的地方。

还有，即使形成了一个虫洞，它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动（包括你尝试穿过它的扰动）都会导致它坍塌。

最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎何以说是和黑洞同时的。

在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后，理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解，都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞，也是史瓦西的后代。

虫洞在史瓦西解中第一次出现，是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验，发现时空可以不是平坦的，而是弯曲的。在这种情况下，我们会十分的发现，如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中，这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，叫史瓦西喉，也就是一种特定的虫洞。

自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。

我们先来看一个虫洞的经典作用：连接黑洞和白洞，成为一个爱因斯坦——罗森桥，将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即爱因斯坦——罗森桥）被传送到这个白洞的所在，并且被辐射出去。

当然，前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路，但是虫洞的作用远不只如此。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具，它还开宇宙的正常时空中出现，成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界，踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接，但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切，在虫洞的问题中，它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切，在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力所摧毁。

那么虫洞都有些什么性质呢？

利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候，我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要，但是由于我们研究的重要是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质，而对于一些相关的理论以及这些理论的描述，这里先不涉及。

虫洞有些什么性质呢？最主要的一个，是相对论中描述的，用来作为宇宙中的告诉火车。但是，虫洞的第二个重要的性质，也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们：虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车。虫洞的存在，依赖于一种奇异的性质和物质，而这种奇异的性质，就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在，保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然，狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上，发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的，负能量在狄拉克的另一个参照系中，是非常容易实现的，因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同，负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候，在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞，而速度离光速太大，那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。

但是虫洞并没有这么太平。前面说的是在安静的相对论中的虫洞，在暴躁的量子理论中，虫洞的性质又有了十分重要的变化。

我们先来看在黑洞中的虫洞，也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下，会被黑洞的引力能“喂”大，成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中，由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”，虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开，但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短，仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中，即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途，而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失，成为真正的四维时空组旅行者。

而且，在没有物体通过虫洞的时候，虫洞还比较“长寿”，而一旦有物体进入了虫洞，如果这个物体是负能量的，那么还好，虫洞会被撑开；但是如果物体是正能量的，那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中，几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落，而这些辐射都是正能量的，因此几乎可以肯定，在自然情况下是不存在虫洞的。

两位太人才了 其实虫洞就是苹果上的洞

在2个平行宇宙之间的通道，不过只是假设。