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宇宙“高速隧道”，速度比光速“快”，人类能用它直达宇宙边缘？

2023-09-08 15:53:56 来源：说宇宙

宇宙间的“高速隧道”，速度比光速还“快”，可以直达宇宙边缘 星际旅行一直是科幻电影的主角，哎？怎么感觉这句话在往期的文章中说过？其实，本文中的“背景知识”的确已经被我们讨论过许多次了， 比如绝对无法超越的光速、只存在理论中的曲速飞船等等 。

不过，今天我们要来探讨的内容，虽然与上面这些概念有千丝万缕的关系，但它依然拥有十分特殊的地位，并且十分有趣。

1915年，爱因斯坦发表了足以奠定自己在物理学的地位的 广义相对论 。

(资料图)

在广义相对论中，爱因斯坦用几何语言，将时空曲率和物质及辐射的能量与动量联系在一起。

这就是著名的 爱因斯坦场方程，场方程将引力定义为一种几何效应 ， 时空产生的曲率则取决于物质的能量动量张量 。简单来说，在爱因斯坦构建的新的世界观中，引力有了完全不同的定义。

曲率是描述时空弯曲的程度，也就是说，在爱因斯坦看来 ，引力，成了一种有质量和能量的物质对周围时空产生的影响 。

质量越大的物体，使时空弯曲的程度就会越大，引力也就会越大。

爱因斯坦 场方程 搭配上 测地线方程 ，就可以求出 物体在重力场中的运动轨迹 ，这和电磁学类似，运用麦克斯韦方程组和劳伦兹力方程，我们就能知道电粒子在电磁场中是如何运动的。

由于我们不知道真正的时空形状， 假设它是球对称的，那么爱因斯坦场方程就能找到精确解 ，虫洞，就是它的一个特殊解。

虫洞

在许多科幻影视作品和小说中，虫洞和曲速飞船一样，是实现星际穿越的一种方法。 曲速飞船 是打造一个像泡泡一样的空间， 实现空间翘曲 ，那么虫洞就是 在时空中不同点之间打穿一条“高速隧道”，直接经由隧道实现“传送” 。

因为虫洞本身就是对场方程的一个特殊解， 它与广义相对论对时空的认识和预言并不相悖 。理论上，一个虫洞就可以连接10亿光年这样的超远距离，也可以仅仅穿越几米，而且虫洞不仅 可以在不同的宇宙空间中穿梭 ，它在理论上 甚至可以实现在不同的时间点上旅行 。

1991年，物理学家大卫·多伊奇通过计算发现，虚拟粒子在虫洞时间机器中循环的破坏性正反馈回路是不可能的。

也就是说，当你在未来的时间点启动虫洞希望回到过去时， 你无法回到自己宇宙的过去，只能回到另一个平行宇宙 ，也就是说，具有极短时间跳跃的虫洞时间机器， 其实是两个平行宇宙之间的桥梁 。

1995年，物理学家马特·维瑟提出，如果在早期宇宙中生成负质量的宇宙弦， 宇宙中可能存在许多虫洞 。

如何打造和穿越虫洞？

卡西米尔效应 指出，在量子场论中， 允许空间中出现能量在给定点为负的状态 ，这让 稳定穿越虫洞 具有一定的可行性。

根据 ER=EPR猜想 ， 两个量子纠缠的粒子彼此之间的连结是一个虫洞 ，这是目前科学家已知的虫洞 自然形成 的唯一过程。

假设宇宙大爆炸时出现了微小虫洞，那么它或许已经跟随宇宙的膨胀，成了宇宙中的 宏观存在 。

但是，可惜的是，即使它理论存在且有些物理学家认为人工可以开启虫洞，但截至目前， 没有人真的在茫茫宇宙中找到一个虫洞 。

许多科学家假设，虫洞 只是第四空间维度的投影 ，它或许是一个比我们人类高得多的维度的产物，以至于就算它在宇宙中存在，我们也没有能力发现它。

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