如何才能探测到虫洞？恒星怪异摆动暴露虫洞位置

　　新浪科技讯 北京时间10月28日消息，据国外媒体报道，一项新研究指出，恒星怪异的摆动行为可能会暴露虫洞的位置，如果这些传说中时空隧道真实存在的话。

　　虫洞是科幻小说中长盛不衰的主题。多年来，在许多故事、书籍和电影中，主人公都以虫洞作为宇宙中的捷径，穿梭于相隔遥远的星球之间。根据爱因斯坦的广义相对论，虫洞的存在是有可能的，但从来没有人证实过。

　　这项新研究提供了一种对虫洞进行试探性侦测的可能方法，那就是寻找微小但奇怪的恒星运动。“如果有两颗恒星分别位于虫洞的两侧，那在我们这一侧的恒星应该能感受到另一侧恒星的引力影响，“研究作者之一、纽约州立大学布法罗分校的宇宙学家和物理学教授德扬斯托伊科维奇（Dejan Stojkovic）在一份声明中说，“引力流会穿过虫洞。”

　　虫洞需要时空的极度扭曲，这反过来又依赖于非常强大的引力。因此，想要寻找虫洞，最好的去处很可能在星系核心的超大质量黑洞附近。比如银河系中心的人马座A*（Sagittarius A*），这个超大质量黑洞拥有相当于400万个太阳的质量。

　　斯托伊科维奇说：“如果你绘制出人马座A *周围某颗恒星的预期轨道，当那里存在虫洞，且虫洞另一侧又有一颗恒星时，你应该就会看到恒星出现偏离轨道的情况。”

　　他还指出，目前的观测技术还不够灵敏，无法进行这样的探测。但在未来的10年或20年里，随着仪器设备的进步，以及对合适的目标恒星（如环绕人马座A*的S2）进行长期监测，我们或许就能实现这一目标。

　　当然，我们还不能太过激动。即使未来天文学家能进行这样的探测，也不一定就能得到确定的结果。“当我们达到观测所需的精度时，如果检测到了S2恒星轨道的扰动，那我们可能会说，虫洞是可能性最高的解释，”斯托伊科维奇说，“但是，我们还不能说这绝对是一个虫洞。可能有其他的解释，或许虫洞这一侧有其他东西干扰了这颗恒星的运动。”

　　斯托伊科维奇还表示，对于太空探索而言，前景并没有我们想象的那么乐观：虫洞旅行很可能在很长一段时间内只是一个科幻梦想。“即使虫洞可以穿越，人类和宇宙飞船也很可能无法通过，”他说，“实际上，你需要一个负能量来源来保持虫洞的打开状态。我们不知道该怎么做。要创造一个巨大的稳定虫洞，你可能需要一些魔法。”

　　这项新研究的第一作者是中国扬州大学的戴德昌教授，他和斯托伊科维奇的这篇论文发表在本月早些时候的《物理评论D》（Physical Review D）杂志上。

　　虫洞可能具有两个开口，由一个通道连接。开口很可能是球状的，而通道可能是一条直线，但也可能弯弯绕绕，比常规路径更长

　　虫洞理论假设，存在一个理论上的时空通道，可以为穿越宇宙的长途旅行创造捷径。虫洞由爱因斯坦的广义相对论预言，又称爱因斯坦-罗森桥。不过需要小心的是，在穿越虫洞时也可能遭遇突然崩塌、高剂量辐射和有害外来物质的危险。

　　虫洞理论最早于1916年提出，但当时还不叫这个名称。奥地利物理学家路德维希弗莱姆（Ludwig Flamm）回顾了另一位物理学家对爱因斯坦广义相对论中方程组的解，意识到还有另一种可能。他描述了一种“白洞”理论上与黑洞的时间反转。黑洞和白洞的入口都可以通过时空通道连接。

　　1935年，爱因斯坦和物理学家纳森罗森（Nathan Rosen）利用广义相对论详细阐述了这一观点，提出时空中存在某种“桥梁”。这些桥梁连接着时空中两个不同的点，理论上创造了一条可以缩短旅行时间和距离的捷径。这些捷径后来被称为“爱因斯坦-罗森桥”或“虫洞”。

　　“在这一点上，整个理论都只是假设，”美国俄勒冈大学的理论物理学教授Stephen Hsu说，“我们不可能很快就找到虫洞。”虫洞可能具有两个开口，由一个通道连接。开口很可能是球状的，而通道可能是一条直线，但也可能弯弯绕绕，比常规路径更长。

　　爱因斯坦的广义相对论从数学上预测了虫洞的存在，但迄今为止还没有发现虫洞。有科学家认为，我们或许可以通过观察经过虫洞的光线所受到的引力影响，来发现一个负质量的虫洞。在广义相对论的某些解中，虫洞不仅可以存在，而且每个虫洞的开口都是一个黑洞。然而，自然形成的黑洞由垂死的恒星坍缩而成，其本身并不产生虫洞。

　　科幻小说中充满了穿越虫洞的故事。但是，虫洞旅行的实际情况可能要复杂得多，这不仅仅是因为我们还没有发现虫洞。

　　第一个问题是虫洞的规模。据预测，原始虫洞可以在微小的尺度上存在，大约10到33厘米。然而，随着宇宙的膨胀，有一些虫洞可能被拉伸到更大的尺寸。另一个问题是稳定性。预测中的爱因斯坦-罗森虫洞会很快坍塌，因此对星际旅行毫无用处。

　　“我们需要一些非常特别的物质来稳定虫洞，”Stephen Hsu说，“但现在还不清楚宇宙中是否存在这样的物质。”

　　不过，近年的研究发现，含有“外来”物质的虫洞可能保持开启和不变的时间更长。这里所说的“外来”物质不应与暗物质或反物质相混淆，它们具有负能量密度和大的负压。这种物质只在某些真空态的行为中被视为量子场论的一部分。

　　如果一个虫洞包含了足够的外来物质（无论是自然产生的还是人工添加的），理论上都可以作为发送信息或太空旅行的方式。不幸的是，人类在这种时空隧道中的旅行很可能面临巨大的挑战。“现在还没有定论，所以我们并不知道，”研究相对论、黑洞和虫洞的著名物理学家基普索恩（Kip Thorne）说，“但有很强的迹象表明，可以让人类通过的虫洞在物理定律上是不可能的。这很悲剧，很不幸，但这就是事情的发展方向。”

　　虫洞不仅可能连接宇宙中两个独立的区域，还可能连接两个不同的宇宙。一些科学家猜想，如果虫洞的一个开口以特定的方式移动，那或许能让时间旅行成为可能。

　　“你可以通过可穿越的虫洞进入未来或过去，”天体物理学家埃里克戴维斯（Eric Davis）说，“但这并不容易，把虫洞变成时间机器需要付出巨大的努力。要弄出一个虫洞本来就够难的。”

　　然而，已故的英国宇宙学家斯蒂芬霍金认为，这种利用虫洞的方式是不可能的。美国宇航局的埃里克克里斯蒂安则写道：“虫洞并不是回到过去的一种方式，而是一条近路，使那些遥远的东西变得离我们更近。”

　　尽管在虫洞中加入外来物质可能会使其变得稳定，直到人类可以安全通过的程度，但也有另一种可能是，加入“常规”物质会破坏入口的稳定。即使能找到虫洞，今天的技术也不足以使其扩大或稳定。当然，科学家将继续探索这一概念，希望终有一天能利用其作为太空旅行的一种方式。“你需要一些超级先进的技术，”Stephen Hsu说，“在很长一段时间内，人类都无法做到这些。”（任天）