首頁 斯蒂芬·霍金傳

“蟲洞”就在我們四周

究竟什麽是蟲洞?讓我們用一個簡單的例子來說明:大家知道,在一個蘋果的表麵上從一個點到另一個點需要走一條弧線,但如果有一條蛀蟲在這兩個點之間蛀出了一個蟲洞,通過蟲洞就可以在這兩個點之間走直線,這顯然要比原先的弧線來得近。把這個類比從二維的蘋果表麵推廣到三維的物理空間,就是物理學家們所說的蟲洞。

霍金認為,蟲洞就存在於我們四周,當然,關於“蟲洞”這一概念,早在霍金之前就有科學家提出——1916年,由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出。20世紀30年代,納森·羅森和愛因斯坦對“蟲洞”進行了完善,因此“蟲洞”又有“愛因斯坦—羅森橋”之稱。簡單地說,蟲洞是連接時空隧道的“捷徑”,人們可以通過蟲洞進行瞬間的時空轉移。但是,對於蟲洞是否是真實客觀的存在,包括愛因斯坦在內的很多科學家都一直持否定態度。直到1963年,數學家羅伊·克爾提出一個假說,他認為,如果恒星在死亡的時候保持一種旋轉狀態,那麽就會形成一種“動態黑洞”。如果有物質突破黑洞中心,就會進入“鏡像宇宙”,這一過程的實質其實就是一次時空穿越。克爾的假說讓蟲洞的存在重新獲得了理論上的支持。

關於蟲洞,科學界有以下幾點說法:第一種說法認為,蟲洞是空間中的隧道。假設我們所討論的空間是一個球體,如果我們想從球上的一點到以球心為對稱的另一端,那麽就要沿著球麵走很遠,而如果我們走球內部的直徑的話,就會近很多——而蟲洞就相當於球的直徑;第二種說法認為,蟲洞是連接黑洞和白洞的通道。在物理學理論當中,黑洞可以產生一個勢阱,白洞則可以產生一個反勢阱。在三維的宇宙當中,我們可以將勢阱看作第四維。那麽它們的形態就如同一個克萊因瓶——黑洞是克萊因瓶的瓶口,瓶身和瓶頸的交界處是白洞,瓶頸就是蟲洞;第三種觀點認為,蟲洞是我們日常所說的時間隧道。根據愛因斯坦的理論,人們可能借助蟲洞來穿越時空。但是在時間旅行當中,我們隻能以一個觀眾的身份出現,就像看電影一樣。因為時間是一條直線,發生的事件就是穿在時間上的珠子,外來的旅行者無法改變它;第四種說法則比較抽象,說蟲洞是由於固定方式受力而產生的空間搬運。舉一個例子來說明:假設在一片水中,有一段真空,這段真空由於某種形式突然受到了水的填補。那麽我們可以想象一下,巨大的水壓所造成的壓力會對這段真空的形態產生怎樣的影響?蟲洞則就是類似這樣的一種存在。