宇宙星際間可利用“蟲洞”瞬間轉移穿越嗎？(下)
蟲洞需要奇特的負能量物質--那麼什麼樣的蟲洞能成為可穿越蟲洞呢？一個首要的條件就是它必須存在足夠長的時間，不能夠沒等星際旅行家穿越就先消失。因此可穿越蟲洞首先必須是足夠穩定的。一個蟲洞怎樣才可以穩定存在呢？索恩和莫里斯經過研究發現了一個不太妙的結果，那就是在蟲洞中必須存在某種能量為負的奇特物質！
為什麼會有這樣的結論呢？那是因為物質進入蟲洞時是向內彙聚的，而離開蟲洞時則是向外飛散的，這種由彙聚變成飛散的過程意味著在蟲洞的深處存在著某種排斥作用。由於普通物質的引力只能產生彙聚作用，只有負能量物質才能夠產生這種排斥作用。因此，要想讓蟲洞成為星際旅行的通道，必須要有負能量的物質。索恩和莫里斯的這一結果是人們對可穿越蟲洞進行研究的起點。
索恩和莫里斯的結果為什麼不太妙呢？因為人們在宏觀世界裏從未觀測到任何負能量的物質。事實上，在物理學中人們通常把真空的能量定為零。所謂真空就是一無所有，而負能量意味著比一無所有的真空具有“更少”的物質，這在經典物理學中是近乎於自相矛盾的說法。但是許多經典物理學做不到的事情在二十世紀初隨著量子理論的發展卻變成了可能。負能量的存在很幸運地正是其中一個例子。
在量子理論中，真空不再是一無所有，它具有極為複雜的結構，每時每刻都有大量的虛粒子對產生和湮滅。一九四八年，荷蘭物理學家卡什米爾(Hendrik Casimir) 研究了真空中兩個平行導體板之間的這種虛粒子態，結果發現它們比普通的真空具有更少的能量，這表明在這兩個平行導體板之間出現了負的能量密度！在此基礎上他發現在這樣的一對平行導體板之間存在一種微弱的相互作用。他的這一發現被稱為卡什米爾效應。將近半個世紀後的一九九七年，物理學家們在實驗上證實了這種微弱的相互作用，從而間接地為負能量的存在提供了證據。除了卡什米爾效應外，二十世紀七八十年代以來，物理學家在其他一些研究領域也先後發現了負能量的存在。
因此，種種令人興奮的研究都表明，宇宙中看來的確是存在負能量物質的。但不幸的是，迄今所知的所有這些負能量物質都是由量子效應產生的，因而數量極其微小。以卡什米爾效應為例，倘若平行板的間距為一米，它所產生的負能量的密度相當於在每十億億立方米的體積內才有一個(負品質的) 基本粒子！而且間距越大負能量的密度就越小。其他量子效應所產生的負能量密度也大致相仿。因此在任何宏觀尺度上由量子效應產生的負能量都是微乎其微的。
另一方面，物理學家們對維持一個可穿越蟲洞所需要的負能量物質的數量也做了估算，結果發現蟲洞的半徑越大，所需要的負能量物質就越多。具體地說，為了維持一個半徑為一公里的蟲洞所需要的負能量物質的數量相當於整個太陽系的品質。
如果說負能量物質的存在給利用蟲洞進行星際旅行帶來了一絲希望，那麼這些更具體的研究結果則給這種希望潑上了一盆無情的冷水。因為一方面迄今所知的所有產生負能量物質的效應都是量子效應，所產生的負能量物質即使用微觀尺度來衡量也是極其微小的。另一方面維持任何宏觀意義上的蟲洞所需的負能量物質卻是一個天文數字！這兩者之間的巨大鴻溝無疑給建造蟲洞的前景蒙上了濃重的陰影。
蟲洞是探險者的地獄--雖然數字看起來令人沮喪，但是別忘了當我們討論蟲洞的時候，我們是在討論一個科幻的話題。既然是討論科幻的話題，我們姑且把眼光放得樂觀些。即使我們自己沒有能力建造蟲洞，或許宇宙間還存在其他文明生物有能力建造蟲洞，就象《星際之門》的故事那樣。甚至，即使誰也沒有能力建造蟲洞，或許在浩瀚宇宙的某個角落裏存在著天然的蟲洞。
因此讓我們姑且假設在未來的某一天人類真的建造或者發現了一個半徑為一公里的蟲洞。我們是否就可以利用它來進行星際旅行了呢？初看起來半徑一公里的蟲洞似乎足以滿足星際旅行的要求了，因為這樣的半徑在幾何尺度上已經足以讓相當規模的星際飛船通過了。看過科幻電影的人可能對星際飛船穿越蟲洞的特技處理留有深刻的印象。從螢幕上看，飛船周圍充斥著由來自遙遠天際的星光和輻射組成的無限絢麗的視覺幻象，看上去飛船穿越的似乎是時空中的一條狹小的通道。
但實際情況遠比這種幻想來得複雜。事實上為了能讓飛船及乘員安全地穿越蟲洞，幾何半徑的大小並不是星際旅行家所面臨的主要問題。按照廣義相對論，物質在通過象蟲洞這樣空間結構高度彎曲的區域，會遇到一個十分棘手的問題，那就是張力。這為由於引力場在空間各處的分佈不均勻所造成的，它的一種大家熟悉的表現形式就是海洋中的潮汐。由於這種張力的作用，當星際飛船接近蟲洞的時候，飛船上的乘員會漸漸感覺到自己的身體在沿蟲洞的方向上有被拉伸的感覺，而在與之垂直的方向上則有被擠壓的感覺。這種感覺便是由蟲洞引力場的不均勻造成的。
一開始，這種張力只是使人稍有不適而已，但隨著飛船與蟲洞的接近，這種張力會迅速增加，距離每縮小到十分一，這種張力就會增加約一千倍。當飛船距離蟲洞還有一千公里的時候，這種張力已經超出了人體所能承受的極限，如果飛船到這時還不趕緊折回的話，所有的乘員都將在致命的張力作用下喪命。再往前飛一段距離，飛船本身將在可怕的張力作用下解體，而最終，瘋狂增加的張力將把已經成為碎片的飛船及乘員撕成一長串亞原子粒子。從蟲洞另一端飛出的就是這一長串早已無法分辨來源的亞原子粒子！這就是星際探險者試圖穿越半徑為一公里的蟲洞將會遭遇的結局。半徑一公里的蟲洞不是旅行家的天堂，而是探險者的地獄。
因此一個蟲洞要成為可穿越蟲洞，一個很明顯的進一步要求就是：飛船及乘員在通過蟲洞時所受到的張力必須很小。計算表明，這個要求只有在蟲洞的半徑極其巨大的情況下才能得到滿足。那麼究竟要多大的蟲洞才可以作為星際旅行的通道呢？計算表明，半徑小於一光年的蟲洞對飛船及乘員產生的張力足以破壞物質的原子結構，這是任何堅固的飛船都無法經受的，更遑論脆弱的飛船乘員了。因此，一個蟲洞要成為可穿越蟲洞，其半徑必須遠遠大於一光年。
從科幻到現實--但另一方面，一光年用日常的距離來衡量雖然是一個巨大的線度，用星際的距離來衡量，卻也不算驚人。我們所在的銀河系的線度大約是它的十萬倍，假如在銀河系與兩百二十萬光年外的仙女座大星雲之間存在一個蟲洞的話，從線度上講它只不過是一個非常細小的通道。那麼會不會在我們周圍的星際空間中真的存在這樣的通道，只不過還未被我們發現呢？答案是否定的。因為半徑為一光年的蟲洞真正驚人的地方不在於它的線度，而在於維持它所需的負能量物質的數量。計算表明，維持這樣一個蟲洞所需的負能量物質的數量相當於整個銀河系中所有發光星體品質總和的一百倍！這樣的蟲洞產生的引力效應將遠比整個銀河系的引力效應更為顯著，如果在我們附近的星際空間中存在這種蟲洞的話，周圍幾百萬光年內的物質運動都將受到顯著的影響，我們早就從它的引力場中發現其蹤跡了。
因此不僅在地球上不可能建造可穿越蟲洞，在我們附近的整個星際空間中都幾乎不可能存在可穿越蟲洞而未被發現。這樣看來，我們只剩下一種可能性需要討論了，那就是在宇宙的其他遙遠角落裏是否有可能存在可穿越蟲洞？對於這個問題，我們也許永遠都無法確切地知道結果，因為宇宙實在太大了。但是維持可觀測蟲洞所需的數量近乎于天方夜譚的負能量物質幾乎為我們提供了答案。迄今為止，人類從未在任何宏觀尺度上發現過負能量物質，所有產生負能量物質的實驗方法利用的都是微弱的量子效應。
為了能夠維持一個可穿越蟲洞，必須存在某種機制把量子效應所產生的微弱的負能量物質彙集起來，達到足夠的數量。但是負能量物質可以被彙聚起來嗎？最近十幾年來物理學家們在這方面做了一些理論研究，結果表明由量子效應產生的負能量物質是不可能無限制地加以彙聚的。負能量物質彙聚得越多，它所能夠存在的時間就會越短。因此一個蟲洞沒有負能量物質是不穩定的，負能量物質太多了也會不穩定！那麼到底什麼樣的蟲洞才能夠穩定的呢？初步的計算表明，只有線度比原子的線度還要小二十幾個數量級的蟲洞才是穩定的！
這一系列結果無疑是非常冷酷的，如果這些結果成立的話，存在可穿越蟲洞的可能性就基本上被排除了，所有那些美麗的科幻故事也就都成了鏡花水月。不過幸運 (或不幸) 的是，上面所敍述的許多結果依據的是目前還比較前沿，因而相對來說也還比較不成熟的物理理論。未來的研究是否會從根本上動搖這些理論，從而完全推翻我們上面介紹的許多結果，還是一個未知數。退一步講，即使那些物理理論基本成立，上面所敍述的許多結果也只是從那些理論推出的近似結果或特例。
比方說，許多結果假定了蟲洞是球對稱的，而實際上蟲洞完全可以是其他形狀的，不同形狀的蟲洞所要求的負能量物質的數量，所產生張力的大小都是不同的。所有這些都表明即使那些物理理論真的成立，我們上面提到的結論也不見得是完全。打開它的方法就是共鳴利用物質間相互吸引原理使兩時空蟲洞正反兩種物質能量互相吸引從而打開它，但這兩種能量是光能量與暗能量。
時間隨宇宙的變化而變。時間是因變數。——時間的本質，Deng's時間公式：t=T(U,S,X,Y,Z......) U－宇宙；S空間，XYZ，......事件，順序，時間是宇宙事件秩序的計量。時間的本質。什麼是時間？時間是宇宙事件順序的度量。時間不是引數，而是因變數，它是隨宇宙的變化而變化。t=(S1,S2,S3,...,Sn) Deng's時間公式：世界事件發生次序的序列。其中，S是事件，S1,S2,S3,...,Sn是事件1，2，3，。....，n發生的順序，時間就是對這些事件發生順序的排序，標誌的計量。時間”是一個計量“事件過程的長短、次序”的“類別名詞”。
時間是人類用以描述物質運動過程或事件發生過程的一個參數，確定時間，是靠不受外界影響的物質週期變化的規律。例如月球繞地球週期，地球繞太陽週期，地球自轉週期，原子震盪週期等。時間在數學、物理上用坐標軸表示。“時間”時會出現什麼狀況？怎樣利用時間的本質來思考“衰老”的問題？下面開始細緻的分析，內容包括：為什麼有些“事件”可以“同時發生”，有些卻不能？時間與我們有什麼關係？
“蟲洞”是廣義相對論中出現的概念，是指宇宙中一種奇特的天體。儘管目前沒有實驗證據表明蟲洞的真實存在，但科學家預測它以時空端點之間的捷徑形式而存在，並想像蟲洞連接著空洞的太空區域。然而，最新一項研究表明蟲洞可能存在於遙遠的恒星之間。它們並非時空隧道，蟲洞中包含著接近完美程度的流體，可在兩顆恒星之間來回流動，這種流體特徵或許是證實蟲洞存在的跡象。
這項最新研究觀點使科學家們置疑是否蟲洞可能存在于不同的普通恒星和中子星。比如：那些正常的恒星和中子星。但它們可能一些能被探測到的差異特徵。為了調查這些差異特徵，研究人員設計了一個普通恒星中心帶有通道的模型，宇宙物質可在該通道中穿行。兩顆恒星共同分享一個蟲洞將具有獨特的連接性，這是由於蟲洞具有兩個通道口。由於蟲洞中的奇特物質能夠像恒星之間的液體一樣流動，兩顆恒星將出現不同尋常的脈動方式，這種脈動將釋放不同類型的能量，比如：超強能量。
科學家提出的兩種蟲洞，一個用於在我們所處的宇宙進行星際和星系際旅行，一個用於往返於不同宇宙之間。蟲洞是一條可以進行時空穿梭的神奇隧道，讓星際甚至星系際旅行不再是一個夢想。科學家認為蟲洞極其不穩定，如果沒有一種帶有負能量的奇異物質讓洞口保持張開狀態，蟲洞會在瞬間突然閉合。然而，根據德國和希臘物理學家進行的研究，蟲洞無需借助這種奇異物質便可處於張開狀態。這一研究發現意味著人類可能在將來的某一天在太空中發現蟲洞。也許，一個先進程度遠超過人類的文明已經借助蟲洞構成的星系際地鐵系統往返於不同星系之間。
蟲洞的概念最初產生于對史瓦西解的研究中。物理學家在分析白洞解的時候，通過一個阿爾伯特・愛因斯坦的思想實驗，發現宇宙時空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那麼時空在史瓦西半徑，也就是視界的地方與原來的時空垂直。在不平坦的宇宙時空中，這種結構就意味著黑洞視界內的部分會與宇宙的另一個部分相結合，然後在那裏產生一個洞。這個洞可以是黑洞，也可以是白洞。而這個彎曲的視界，就叫做史瓦西喉，它就是一種特定的蟲洞。自從在史瓦西解中發現了蟲洞，物理學家們就開始對蟲洞的性質發生了興趣。
蟲洞連接黑洞和白洞，在黑洞與白洞之間傳送物質。在這裏，蟲洞成為一個阿爾伯特?愛因斯坦—羅森橋，物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子，然後通過這個蟲洞（即阿爾伯特.愛因斯坦—羅森橋）被傳送到白洞並且被輻射出去。
蟲洞還可以在宇宙的正常時空中顯現，成為一個突然出現的超時空管道。蟲洞沒有視界，它只有一個和外界的分介面，蟲洞通過這個分介面進行超時空連接。蟲洞與黑洞、白洞的介面是一個時空管道和兩個時空閉合區的連接，在這裏時空曲率並不是無限大，因而我們可以安全地通過蟲洞，而不被巨大的引力摧毀。
黑洞、白洞、蟲洞仍然是目前宇宙學中“時空與引力篇章”的懸而未解之謎。黑洞是否真實存在，科學家們也只是得到了一些間接的旁證。當前的觀測及理論也給天文學和物理學提出了許多新問題，例如，一顆能形成黑洞的冷恒星，當它坍縮時，其密度已然會超過原子核、核子、中子……，如果再繼續坍縮下去，中子也可能被壓碎。那麼，黑洞中的物質基元究竟是什麼呢？有什麼斥力與引力對抗才使黑洞停留在某一階段而不再繼續坍縮呢？如果沒有斥力，那麼黑洞將無限地坍縮下去，直到體積無窮小，密度無窮大，內部壓力也無窮大，而這卻是物理學理論所不允許的。
總之，目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質瞭解還很少，它們還是神秘的東西，很多問題仍需要進一步探討。目前天文學家已經間接地找到了黑洞，但白洞、蟲洞並未真正發現，還只是一個經常出現在科幻作品中的理論名詞。
蟲洞也是霍金構想的宇宙期存在的一種極細微的洞穴。美國科學家對此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙項”幾乎為零。所謂的宇宙項也稱為“真空的能量”，在沒有物質的空間中，能量也同樣存在其內部，這是由愛因斯坦所導入的。宇宙初期的膨脹宇宙，宇宙項是必須的，而且，在基本粒子論裏，也認為真空中的能量是自然呈現的。那麼，為何目前宇宙的宇宙項變為零呢？柯爾曼說明：在爆炸以前的初期宇宙中，蟲洞連接著很多的宇宙，很巧妙地將宇宙項的大小調整為零。結果，由一個宇宙可能產生另一個宇宙，而且，宇宙中也有可能有無數個這種微細的洞穴，它們可通往一個宇宙的過去及未來，或其他的宇宙。
旋轉的或帶有電荷的黑洞內部連接一個相應的白洞，你可以跳進黑洞而從白洞中跳出來。這樣的黑洞和白洞的組合叫做蟲洞。最後，即使蟲洞存在並且是穩定的，穿過它們也是十分不愉快的。貫穿蟲洞的輻射（來自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）將藍移到非常高的頻率。當你試著穿越蟲洞時，你將被這些X射線和伽瑪射線烤焦。蟲洞的出現，幾乎可以說是和黑洞同時的。
物理學家一直認為，蟲洞的引力過大，會毀滅所有進入它的東西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假設宇宙中有蟲洞這種物質存在，那麼就可以有一種說法：如果你於12：00站在蟲洞的一端（入口），那你就會於12：00從蟲洞的另一端（出口）出來。
黑洞和黑洞之間也可以通過蟲洞連接，當然，這種連接無論是如何的將強，它還是僅僅是一個連通的“宇宙監獄”。蟲洞(Wormhole),又稱愛因斯坦-羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞的出現，幾乎可以說是和黑洞同時的。
在史瓦西發現了史瓦西黑洞以後，理論物理學家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進行了幾乎半個世紀的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒—諾斯特朗姆解以及後來的紐曼解，都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。
蟲洞在史瓦西解中第一次出現，是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通過一個愛因斯坦的思想實驗，發現時空可以不是平坦的，而是彎曲的。在這種情況下，我們會十分的發現，如果恒星形成了黑洞，那麼時空在史瓦西半徑，也就是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時空中，這種結構就以為著黑洞的視界內的部分會與宇宙的另一個部分相結合，然後在那裏產生一個洞。這個洞可以是黑洞，也可以是白洞。而這個彎曲的視界，叫史瓦西解，也就是一種特定的蟲洞。
自從在史瓦西解中發現了蟲洞，物理學家們就開始對蟲洞的性質感到好奇。我們先來看一個蟲洞的經典作，將物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子，然後通過這個蟲洞（即愛因斯坦—羅森橋）被傳送到這個白洞的所在，並且被輻射出去。當然，前面說的僅僅是蟲洞作為一個黑洞和白洞之間傳送物質的道路，但是蟲洞的作用遠不只如此。
黑洞和黑洞之間也可以通過蟲洞連接，當然，這種連接無論是如何的將強，它還是僅僅是一個連通的“宇宙監獄”。 蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具，它還開宇宙的正常時空中出現，成為一個突然出現在宇宙中的超空間管道。
蟲洞沒有視界，它有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接，但是在這裏時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切，在蟲洞的問題中，它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切，在這裏時空曲率不是無限大。因而我們現在可以安全地通過蟲洞，而不被巨大的引力所毀。
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