愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論極大地改變了一些基本物理學(xué)的概念，比如對(duì)時(shí)空的認(rèn)知。但它同樣給我們留下了諸多深刻的謎團(tuán)。其中一個(gè)正是黑洞，但在過(guò)去幾年中，我們已證實(shí)它的存在。另一個(gè)謎團(tuán)則是“蟲(chóng)洞”的存在，它是連接時(shí)空中不同點(diǎn)的橋梁，理論上能為太空旅行者提供捷徑。

目前，我們對(duì)蟲(chóng)洞的了解仍停留在想象階段。有些科學(xué)家認(rèn)為，在不久的將來(lái)我們或能發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)洞。近幾個(gè)月來(lái)，一些新的研究提出了一些有趣的方法，或能推動(dòng)有關(guān)蟲(chóng)洞的研究。黑洞和蟲(chóng)洞是愛(ài)因斯坦方程中的特殊解，只有當(dāng)時(shí)空結(jié)構(gòu)由于引力作用強(qiáng)烈彎曲時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。例如，當(dāng)物質(zhì)極其致密時(shí)，時(shí)空的構(gòu)造可能會(huì)變得十分扭曲，以至于光都無(wú)法從中逃脫——這就是黑洞。

由于這一理論允許時(shí)空結(jié)構(gòu)被拉伸或者彎曲，而我們可以想象所有可能的結(jié)構(gòu)形式。1935年，愛(ài)因斯坦和物理學(xué)家納森·羅森（Nathan Rosen）描述了兩處時(shí)空是如何連接在一起，并在它們之間創(chuàng)造一個(gè)橋梁的。這是蟲(chóng)洞的一種，而由此也能夠想象出很多其他類(lèi)型的蟲(chóng)洞。

一些蟲(chóng)洞也許是可通行的，也就是說(shuō)，人類(lèi)或許能在其中穿梭。然而，這些蟲(chóng)洞必須足夠大，能抵抗關(guān)閉蟲(chóng)洞的引力作用，并保持開(kāi)放狀態(tài)。當(dāng)以這種方式將時(shí)空向外推，會(huì)耗費(fèi)大量的“負(fù)能量”。這聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)中的情節(jié)，但是，負(fù)能量是切實(shí)存在的，科學(xué)家們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中制造出了少量負(fù)能量。而且負(fù)能量是宇宙加速膨脹的原因，因此大自然或已經(jīng)掌握了創(chuàng)造蟲(chóng)洞的方法。

我們?cè)撊绾巫C明蟲(chóng)洞存在呢？俄羅斯天文學(xué)家表示，蟲(chóng)洞或許存在于某些非常明亮的星系中心，同時(shí)還提出了一些找到蟲(chóng)洞的觀測(cè)方法。這些方法基于從蟲(chóng)洞一側(cè)飛出的物質(zhì)與落入蟲(chóng)洞的物質(zhì)相撞的可能后果。計(jì)算顯示，這類(lèi)碰撞將產(chǎn)生大量伽馬射線，而我們可以嘗試?yán)猛h(yuǎn)鏡觀測(cè)它們。

該輻射或能成為區(qū)分蟲(chóng)洞和黑洞的關(guān)鍵，在此之前的研究認(rèn)為，無(wú)法從外側(cè)對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分。黑洞產(chǎn)生的伽馬射線會(huì)更少，并以噴射的方式釋放出來(lái)。而由蟲(chóng)洞產(chǎn)生的輻射將會(huì)被限制在一個(gè)巨大的球形中。盡管在這項(xiàng)研究中考慮的是可以穿梭的蟲(chóng)洞，但穿梭的過(guò)程并不愉快。因?yàn)?，這類(lèi)蟲(chóng)洞距離活躍星系的中心很近，在那里，高溫將把一切烤成碎片。不過(guò)并不是所有蟲(chóng)洞皆如此，像那些距離星系中心更遠(yuǎn)的蟲(chóng)洞就不存在這一問(wèn)題。

星系中心可能存在蟲(chóng)洞的設(shè)想并不新奇。以位于銀河系中心的超級(jí)黑洞為例，科學(xué)家們通過(guò)長(zhǎng)期追蹤黑洞附近的恒星軌道變化，才取得了這一重大成就，并于2020年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。不過(guò)，最近的一篇論文表示，引力拉扯或許是由蟲(chóng)洞產(chǎn)生的。與黑洞不同，蟲(chóng)洞也許會(huì)“泄露”出另一側(cè)的物體的部分引力，而這一部分引力會(huì)略微改變星系中心的恒星的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這項(xiàng)研究，在不久的將來(lái)，通過(guò)提高測(cè)量設(shè)備的靈敏度，我們應(yīng)該能夠觀測(cè)這一特定的效應(yīng)。

巧合的是，在另一項(xiàng)研究中，研究人員在星空中發(fā)現(xiàn)了“奇怪的無(wú)線電圈”。這些電圈非常奇特，因?yàn)樗鼈凖嫶髤s又不與任何可視物體相結(jié)合。目前，沒(méi)有任何傳統(tǒng)理論能夠?qū)Υ俗龀鼋忉專x(chóng)洞也被認(rèn)為可能是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因之一。

蟲(chóng)洞牢牢抓住了人類(lèi)的想象力。在某種程度上，蟲(chóng)洞是一種喜聞樂(lè)見(jiàn)的逃避現(xiàn)實(shí)的方式。由于黑洞會(huì)捕捉任何冒險(xiǎn)進(jìn)入其中的物質(zhì)，人們對(duì)它心存些許畏懼;而蟲(chóng)洞則不同，它或許能讓我們以遠(yuǎn)超光速的速度到達(dá)遠(yuǎn)方。

在統(tǒng)治著原子和粒子世界的量子物理學(xué)中，蟲(chóng)洞也會(huì)突然出現(xiàn)。根據(jù)量子力學(xué)，粒子能夠在空無(wú)一物的空間中突然出現(xiàn)，在片刻后還能突然消失。無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)都已觀察到了這一現(xiàn)象。如果粒子能被突然制造出來(lái)，為什么蟲(chóng)洞不能呢？物理學(xué)家們相信蟲(chóng)洞或許形成于早期宇宙，從一堆突然出現(xiàn)又會(huì)消失的量子泡沫中誕生。這些“原始蟲(chóng)洞”中的一部分或許留存至今。

最近關(guān)于“量子隱形傳態(tài)”（quantum teleportation）的實(shí)驗(yàn)——一個(gè)量子信息在兩個(gè)位置間進(jìn)行“無(wú)實(shí)體”的傳遞——已初見(jiàn)成效，而它們之間的運(yùn)作方式竟與通過(guò)蟲(chóng)洞連接的兩個(gè)黑洞驚人地相似。這些實(shí)驗(yàn)或能夠解決“量子信息悖論”（quantum information paradox），該悖論認(rèn)為物理信息可能在黑洞中永久消失。而這一實(shí)驗(yàn)同樣也揭示量子物理中臭名昭著的不相容理論與引力間的重要聯(lián)系——蟲(chóng)洞與二者的關(guān)聯(lián)或許有助于構(gòu)建“萬(wàn)物理論”。

蟲(chóng)洞在這些著名的理論的發(fā)展中起著不容忽視的作用。我們也許尚未見(jiàn)過(guò)蟲(chóng)洞，但它們可能切實(shí)存在，甚至可能會(huì)幫助我們理解一些最深刻的宇宙謎團(tuán)，比如我們所在的宇宙是否唯一。