研究稱我們有可能創(chuàng)造出真正的蟲洞，前提是宇宙要有多余的維度

新浪科技訊 北京時間4月10日消息，據(jù)國外媒體報道，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我們也許有可能造出實(shí)實(shí)在在、能夠穿越的蟲洞，但前提是宇宙要多出幾個維度才行。

要想造出蟲洞，就要將宇宙的不同部分用“橋梁”或“隧道”連接在一起，這種結(jié)構(gòu)一般被叫做“喉嚨”。至于“喉嚨”多大多長，完全由你決定，但一般來說，長度應(yīng)該比你到目的地的正常距離要短。在愛因斯坦的廣義相對論中，制造蟲洞的方法相當(dāng)簡單直接：只需要造出一個黑洞，再將其與一個白洞相連（白洞的性質(zhì)剛好與黑洞相反），然后你就得到了一條能夠穿越時空的隧道。

但蟲洞最大的問題在于極度不穩(wěn)定。蟲洞一旦形成，巨大的引力就會以比光速還快的速度將其扯碎（畢竟它們是由黑洞形成的），因此無法真正實(shí)現(xiàn)宇宙“抄近道”。

唯一已知能使蟲洞穩(wěn)定下來的方法是用某種奇異物質(zhì)制造蟲洞，比如擁有反質(zhì)量的物質(zhì)（然而這種物質(zhì)在宇宙中似乎并不存在）、或者其它違反廣義相對論能量條件的場景。這些能量條件規(guī)定，每個人無論去到哪里，經(jīng)歷的幾乎都是正能量。但要想讓蟲洞穩(wěn)定下來，旅行者必須經(jīng)過一個充滿負(fù)能量的區(qū)域。這些負(fù)能量能夠與旅行者自身質(zhì)量的正能量相抵消，在旅行者穿過蟲洞的過程中，使蟲洞維持開啟狀態(tài)。

有時，某些物理情境也會違背部分上述能量條件。但物理學(xué)家迄今為止還未發(fā)現(xiàn)過有哪種情況能夠在長時間內(nèi)違反全部能量條件，而要想造出一個蟲洞，這恰恰是不可或缺的。

“薄膜”說

引力是一種極其微弱的力，比其它自然力弱無數(shù)倍。這點(diǎn)一直令物理學(xué)家困惑不已，因?yàn)槿绻环N東西與宇宙中的其它事物都截然不同，其背后就往往存在某種有趣的物理學(xué)解釋。

但引力之弱卻不存在任何物理學(xué)上的解釋。理論物理學(xué)家認(rèn)為，宇宙中也許還存在許多我們看不見的奧秘。弦理論提出，宇宙中存在許多空間維度，在亞微觀尺度上自我包裹和壓縮。受弦理論啟發(fā)，有些理論提出，現(xiàn)實(shí)中除了我們通常所說的三個維度之外、也許還存在其它空間維度。

這些理論認(rèn)為，我們所知的三個維度只是存在于一個更高維度的“體宇宙”（bulk）中的一層薄膜。多出來的這些維度不需要很大，否則我們就能發(fā)現(xiàn)來自這些維度的粒子或行星了。但這些維度也許比弦理論提出的微觀維度要大，或許能達(dá)到毫米級別。

在這種情境下，自然界中的所有力和粒子都被限定在這層三維薄膜內(nèi)，而引力則能突破這層薄膜、在體宇宙內(nèi)四處穿梭。因此，引力也許就像其它力一樣強(qiáng)大，只不過由于它存在于多個維度內(nèi)、被大大稀釋了，所以看似比三維空間內(nèi)的力要弱。

穿過蟲洞

由于這些“薄膜”理論是為了更好地理解引力而提出的，它們也為我們提供了探索蟲洞本質(zhì)的新契機(jī)。一支印度研究團(tuán)隊近日在一篇論文中提出，我們對蟲洞的了解主要受廣義相對論主導(dǎo)，但也許這些多余維度的存在會改變廣義相對論的運(yùn)作方式，從而使蟲洞成為可能。

在這篇論文中，研究人員考察了能否用物理學(xué)家麗莎·藍(lán)道爾和拉曼·桑壯于1999年率先提出的“薄膜宇宙模型”創(chuàng)造蟲洞。他們發(fā)現(xiàn)，利用引力的薄膜模型，的確可以造出穩(wěn)定的、能夠穿行的蟲洞。更妙的是，該過程中不需要用到任何奇異物質(zhì)。

不過該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，這種情境仍然會違反廣義相對論的能量條件，但他們提出，這只能算是一項“特征”、而不算是“缺陷”。相比于用某種奇異物質(zhì)（這些物質(zhì)也許根本就不存在）來打造蟲洞，“其它空間維度中存在引力”這種設(shè)想本身就是對能量條件的違背。一旦這些條件被打破，蟲洞就是自然而然的結(jié)果。

研究人員甚至進(jìn)一步提出，如果我們能設(shè)法直接觀察到、甚至創(chuàng)造出一個蟲洞，或許就意味著宇宙中還存在其它維度。

就像蟲洞相關(guān)的所有理論研究一樣，我們還不能得出確切結(jié)論。沒人知道藍(lán)道爾-桑壯理論、或者其它與薄膜或多余維度相關(guān)的理論是否正確，也沒人能提出能夠改變計算結(jié)果、甚至排除蟲洞存在可能性的量子引力理論。

但這一結(jié)果依然耐人尋味。就像其它眾多理論一樣，它同樣致力于豐富我們對引力的了解、探索廣義相對論的極限。蟲洞也許存在、也許不存在，但無論如何，為弄懂它們所做的這些努力必將增強(qiáng)我們對宇宙的認(rèn)知。

關(guān)鍵詞： 物理學(xué)家