虫洞

连接两个不同时空的狭窄隧道
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虫洞（Wormhole）是宇宙当中可能存在的，用来连接两个不同时空的一种狭窄的隧道，又称爱因斯坦－罗森桥。它能扭曲空间，是连接时空隧道的捷径。[1][2]
虫洞最早是起源于1916年爱因斯坦发表的广义相对论，当时在广义相对论发表后不久，德国物理学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)就在爱因斯坦引力场方程里发现了一个解，也就是著名的史瓦西解。同年，奥地利物理学家路德维希·弗莱姆（Fudwig Flamm)对史瓦西的数学推导过程进行了重新诠释，揭示出了它的虫洞本质。1935年，爱因斯坦（Albert Einstein）和他的助手纳森·罗森（Nathan Rosen）在广义相对论的框架下研究黑洞，首次提出了“爱因斯坦-罗森桥”的概念。他们所描述的这个桥并非是一座普通的桥，而是连接了时空中两个不同区域的通道。到上世纪50年代时，美国物理学家惠勒（John Wheeler）最终将这座奇幻的桥命名为“虫洞”，但是虫洞是否真实存在，却一直没有获得可靠的理论支持。[3][4]
1963年，数学家罗伊•克尔提出一个假说，他认为，如果恒星在死亡的时候保持一种旋转状态，那么就会形成一种动态黑洞。如果有物质突破黑洞中心，就会进入镜像宇宙，这一过程的实质其实就是一次时空穿越。克尔的假说让虫洞的存在重新获得部分理论上的支持。1988年，美国加州理工学院的索恩等人，对虫洞进行了更为深入的研究，认为虫洞不同于黑洞的只进不出，而是两端皆可出入，旅行者在洞内仅受到一般的加速度，不会受到巨大的拉力差影响。[5][4]
科学家将虫洞分为两种类型，一 类是可通过的“洛伦兹虫洞”，另一类是可瞬时通过的“欧几里德虫洞”。研究表明，“洛伦兹虫洞”可能一直存在于黑洞中或其他地方，而“欧几里德虫洞”是瞬间存在的。虫洞在性质上有四种观点，第一种观点认为虫洞是空间隧道；第二种观点认为虫洞是链接黑洞和白洞的连接通道；第三种观点认为，虫洞是我们日常所说的时间隧道。第四种说法认为虫洞是由于固定方式受力而产生的空间搬运。与虫洞理论联系密切的相关理论有相对论、量子纠缠理论以及黑洞与白洞的理论。[6][7]
尽管广义相对论允许虫洞的存在，但截至2023年10月，物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞。而且，与科幻电影中看到的虫洞不同，根据广义相对论，虫洞是不可穿越的——这意味着物体不能通过虫洞。然而在理论上，具有负能量密度和负压的奇异物质可以打开虫洞，并使虫洞变得可穿越。[3]近些年的物理研究认为，可能存在被现有物理所允许的人类能够进入的虫洞，中国科学家团队从膜宇宙的角度探讨构建构建“类虫洞”的可能性及方法，为可穿越虫洞的研究带来了新的进展。2022年美国科学家利用量子计算机首次模拟出全息虫洞。[8][9][10][11]