10月28日消息，一項新研究指出，恆星怪異的擺動行為可能會暴露蟲洞的位置，如果這些傳說中時空隧道真實存在的話。
蟲洞是科幻小說中長盛不衰的主題。多年來，在許多故事、書籍和電影中，主人公都以蟲洞作為宇宙中的捷徑，穿梭於相隔遙遠的星球之間。根據愛因斯坦的廣義相對論，蟲洞的存在是有可能的，但從來沒有人證實過。
這項新研究提供了一種對蟲洞進行試探性偵測的可能方法，那就是尋找微小但奇怪的恆星運動。“如果有兩顆恆星分別位於蟲洞的兩側，那在我們這一側的恆星應該能感受到另一側恆星的引力影響，“研究作者之一、紐約州立大學布法羅分校的宇宙學家和物理學教授德揚·斯托伊科維奇（Dejan Stojkovic）在一份聲明中說，“引力流會穿過蟲洞。”
蟲洞需要時空的極度扭曲，這反過來又依賴於非常強大的引力。因此，想要尋找蟲洞，最好的去處很可能在星系核心的超大質量黑洞附近。比如銀河系中心的人馬座A*（Sagittarius A*），這個超大質量黑洞擁有相當於400萬個太陽的質量。
斯托伊科維奇說：“如果你繪製出人馬座A*周圍某顆恆星的預期軌道，當那裡存在蟲洞，且蟲洞另一側又有一顆恆星時，你應該就會看到恆星出現偏離軌道的情況。”
他還指出，目前的觀測技術還不夠靈敏，無法進行這樣的探測。但在未來的10年或20年裡，隨著儀器設備的進步，以及對合適的目標恆星（如環繞人馬座A*的S2）進行長期監測，我們或許就能實現這一目標。
當然，我們還不能太過激動。即使未來天文學家能進行這樣的探測，也不一定就能得到確定的結果。“當我們達到觀測所需的精度時，如果檢測到了S2恆星軌道的擾動，那我們可能會說，蟲洞是可能性最高的解釋，”斯托伊科維奇說，“但是，我們還不能說這絕對是一個蟲洞。可能有其他的解釋，或許蟲洞這一側有其他東西干擾了這顆恆星的運動。”
斯托伊科維奇還表示，對於太空探索而言，前景並沒有我們想象的那麼樂觀：蟲洞旅行很可能在很長一段時間內只是一個科幻夢想。“即使蟲洞可以穿越，人類和宇宙飛船也很可能無法通過，”他說，“實際上，你需要一個負能量來源來保持蟲洞的打開狀態。我們不知道該怎麼做。要創造一個巨大的穩定蟲洞，你可能需要一些魔法。”
這項新研究的第一作者是中國揚州大學的戴德昌教授，他和斯托伊科維奇的這篇論文發表在本月早些時候的《物理評論D》（Physical Review D）雜誌上。
什麼是蟲洞理論？
蟲洞可能具有兩個開口，由一個通道連接。開口很可能是球狀的，而通道可能是一條直線，但也可能彎彎繞繞，比常規路徑更長
蟲洞理論假設，存在一個理論上的時空通道，可以為穿越宇宙的長途旅行創造捷徑。蟲洞由愛因斯坦的廣義相對論預言，又稱愛因斯坦-羅森橋。不過需要小心的是，在穿越蟲洞時也可能遭遇突然崩塌、高劑量輻射和有害外來物質的危險。
蟲洞理論最早於1916年提出，但當時還不叫這個名稱。奧地利物理學家路德維希·弗萊姆（Ludwig Flamm）回顧了另一位物理學家對愛因斯坦廣義相對論中方程組的解，意識到還有另一種可能。他描述了一種“白洞”——理論上與黑洞的時間反轉。黑洞和白洞的入口都可以通過時空通道連接。
1935年，愛因斯坦和物理學家納森·羅森（Nathan Rosen）利用廣義相對論詳細闡述了這一觀點，提出時空中存在某種“橋樑”。這些橋樑連接著時空中兩個不同的點，理論上創造了一條可以縮短旅行時間和距離的捷徑。這些捷徑後來被稱為“愛因斯坦-羅森橋”或“蟲洞”。
“在這一點上，整個理論都只是假設，”美國俄勒岡大學的理論物理學教授Stephen Hsu說，“我們不可能很快就找到蟲洞。”蟲洞可能具有兩個開口，由一個通道連接。開口很可能是球狀的，而通道可能是一條直線，但也可能彎彎繞繞，比常規路徑更長。
愛因斯坦的廣義相對論從數學上預測了蟲洞的存在，但迄今為止還沒有發現蟲洞。有科學家認為，我們或許可以通過觀察經過蟲洞的光線所受到的引力影響，來發現一個負質量的蟲洞。在廣義相對論的某些解中，蟲洞不僅可以存在，而且每個蟲洞的開口都是一個黑洞。然而，自然形成的黑洞由垂死的恆星坍縮而成，其本身並不產生蟲洞。
穿越蟲洞
科幻小說中充滿了穿越蟲洞的故事。但是，蟲洞旅行的實際情況可能要複雜得多，這不僅僅是因為我們還沒有發現蟲洞。
第一個問題是蟲洞的規模。據預測，原始蟲洞可以在微小的尺度上存在，大約10到33釐米。然而，隨著宇宙的膨脹，有一些蟲洞可能被拉伸到更大的尺寸。另一個問題是穩定性。預測中的愛因斯坦-羅森蟲洞會很快坍塌，因此對星際旅行毫無用處。
“我們需要一些非常特別的物質來穩定蟲洞，”Stephen Hsu說，“但現在還不清楚宇宙中是否存在這樣的物質。”
不過，近年的研究發現，含有“外來”物質的蟲洞可能保持開啟和不變的時間更長。這裡所說的“外來”物質不應與暗物質或反物質相混淆，它們具有負能量密度和大的負壓。這種物質只在某些真空態的行為中被視為量子場論的一部分。
如果一個蟲洞包含了足夠的外來物質（無論是自然產生的還是人工添加的），理論上都可以作為發送信息或太空旅行的方式。不幸的是，人類在這種時空隧道中的旅行很可能面臨巨大的挑戰。“現在還沒有定論，所以我們並不知道，”研究相對論、黑洞和蟲洞的著名物理學家基普·索恩（Kip Thorne）說，“但有很強的跡象表明，可以讓人類通過的蟲洞在物理定律上是不可能的。這很悲劇，很不幸，但這就是事情的發展方向。”
蟲洞不僅可能連接宇宙中兩個獨立的區域，還可能連接兩個不同的宇宙。一些科學家猜想，如果蟲洞的一個開口以特定的方式移動，那或許能讓時間旅行成為可能。
“你可以通過可穿越的蟲洞進入未來或過去，”天體物理學家埃裡克·戴維斯（Eric Davis）說，“但這並不容易，把蟲洞變成時間機器需要付出巨大的努力。要弄出一個蟲洞本來就夠難的。”
然而，已故的英國宇宙學家斯蒂芬·霍金認為，這種利用蟲洞的方式是不可能的。美國宇航局的埃裡克·克里斯蒂安則寫道：“蟲洞並不是回到過去的一種方式，而是一條近路，使那些遙遠的東西變得離我們更近。”
儘管在蟲洞中加入外來物質可能會使其變得穩定，直到人類可以安全通過的程度，但也有另一種可能是，加入“常規”物質會破壞入口的穩定。即使能找到蟲洞，今天的技術也不足以使其擴大或穩定。當然，科學家將繼續探索這一概念，希望終有一天能利用其作為太空旅行的一種方式。“你需要一些超級先進的技術，”Stephen Hsu說，“在很長一段時間內，人類都無法做到這些。”
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