科學家確認：蟲洞真實存在，且實現星際轉移可行，但有一個致命弊端

「蟲洞」（Wormhole）是連結宇宙間兩個遙遠時空的多維隧道，但蟲洞真的存在嗎？人類可能通過蟲洞實現瞬時星際穿越嗎？自1916年路德維希·弗萊姆提出這一概念以來，無數科幻作品都將其描述為瞬時轉移的方式。近日，美國科學家證實了蟲洞的存在，且通過蟲洞完成太空旅行是可行的！

該研究由哈佛大學物理學家Daniel Jafferis、Ping Gao和斯坦福大學的Aron Wall教授共同完成。但物理學家們也表示，通過蟲洞實現宇宙旅行的弊端同樣不容忽視，所謂的「瞬時」轉移是設想的結果，並沒有理論依據支撐。三人將在即將舉行的美國物理學會上公開這項研究成果。

Jafferis表示，當想到兩個在量子水平彼此糾纏的黑洞時，蟲洞的概念浮現在腦海里。從第三角度來看，穿越蟲洞進行時空旅行就像在兩個糾纏的黑洞間進行量子隱形傳態（Quantum teleportation，亦即量子遙傳）。這一理論建立在愛因斯坦和羅森於1935年提出的愛因斯坦-羅森橋概念上。

相比乘坐宇宙飛船，穿過蟲洞到達宇宙其他地方可能需要花費更多的時間，因此電影中地外生命通過蟲洞抵達地球的情節可能並不現實。儘管蟲洞對於泛星系旅行來說意義不大，但蟲洞的可穿性為量子力學的發展提供的全新的見解，蟲洞和黑洞的某些關聯也成為了這項研究的重要目的之一。

理論上，蟲洞是連結兩個遙遠時空的空間隧道，就像是大海裡面的漩渦，是無處不在但轉瞬即逝的。這些時空漩渦是由星體旋轉和引力作用共同造成的。就像漩渦能夠讓局部水面跟水底離得更近一樣，能夠讓兩個相對距離很遠的局部空間瞬間離得很近。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開，也有人假設如果存在一種叫做幻影物質（Phantom matter）的奇異物質的話，因為其同時具有正能量和負質量，因此能創造排斥效應以防止蟲洞關閉。

提到蟲洞，就繞不開「負能量」（Negative Energy）。負能量（Negative Energy）又意味著負質量。真空中量子漲落具有的能量為零點能，如果某一物質具有的能量低於環境空間的量子漲落能量，就說明該物質具有負能量。

負能量也是人類穿越蟲洞的最大障礙之一，它的存在似乎與量子引力理論矛盾的，但Jafferis利用量子場論克服了這一問題，並計算出了類似於卡西米爾效應（Casimir Effect，可理解為因介電材料或金屬導體的存在而改變了真空二次量子化後電磁場能量的期望值，這種能量取決於導體和介質的位置和形狀）的量子效應。

該研究為量子引力（Gauge gravitation theory）等深層次理論的發展提供了基礎，甚至會催生出更新的量子力學公式。蟲洞理論一直在發展與進步，或許有一天我們會像親眼目睹黑洞一樣發現它的存在。

作者/朱張航宇

信息源：AIP（American Institute of Physics）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！