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来源公众号：寰宇志 作者：寰宇志
爱因斯坦告诉我们，宇宙中光速最快，没有任何速度能够超越光速！
爱因斯坦又告诉我们，宇宙中存在虫洞，能在一瞬间到达宇宙边缘！
这难道不是相互矛盾吗？如果宇宙中真的存在虫洞，就意味着科幻小说中的时空穿越，不再是脑洞大开，而是可以实现的科学预言。
那么，虫洞真的存在吗？现实中有直接可靠的证据证明它的存在吗？
1916年，德国物理学家卡尔·史瓦西在求解爱因斯坦广义相对论方程时，发现了一个特殊的解。这个解描述了一个球形的时空结构，后来被奥地利物理学家路德维希·弗莱姆重新诠释为连接两个时空区域的通道。
1935年，爱因斯坦与助手纳森·罗森在研究黑洞时，进一步提出了“爱因斯坦-罗森桥”的概念，这便是虫洞的雏形。
他们认为，黑洞与白洞之间可能通过虫洞连接，物质可以从黑洞进入，通过虫洞穿越到白洞并被辐射出去。
然而，早期的虫洞理论存在一个致命的缺陷：根据广义相对论，虫洞会在瞬间坍缩，任何试图穿越的物质都会被强大的引力撕碎。
直到1985年，物理学家基普·索恩在卡尔·萨根的启发下，开始研究可穿越虫洞的可能性。他发现，如果要保持虫洞的稳定开放，必须引入一种具有负能量密度的奇异物质，这种物质能够产生排斥力以抵抗虫洞的坍缩。
索恩的研究表明，在满足特定条件下，虫洞可以允许人类穿越，旅行者所承受的引力甚至不会超过地球表面的重力加速度。
奇异物质的存在成为虫洞研究的关键。根据爱因斯坦的质能方程，负能量意味着负质量，其引力效应与普通物质相反——普通物质如凸透镜般汇聚光线，而负质量物质则像凹透镜一样使光线发散。
这种奇异物质在宏观世界中极为罕见，但在量子尺度上，量子场的涨落可以产生短暂的负能量区域，例如卡西米尔效应中两块平行金属板之间的真空能量即为负值。
不过，要维持一个可穿越虫洞所需的负能量物质数量极为庞大，远远超出了人类目前的技术能力。
近年来，量子力学与广义相对论的交叉研究为虫洞理论注入了新的活力。物理学家胡安·马尔达塞纳和伦纳德·苏斯金德提出了“ER=EPR”猜想，将量子纠缠与虫洞联系起来。
他们认为，两个相互纠缠的粒子之间的联系，本质上等同于通过虫洞连接的两个时空区域。
这一猜想甚至得到了实验支持。谷歌的量子计算机成功模拟了一个全息虫洞，实现了信息从“入口”到“出口”的传输。虽然这只是量子层面的模拟，但它为虫洞研究提供了全新的视角。
虫洞与时间旅行的关系，同样令科学家兴奋。根据狭义相对论，如果虫洞的两个入口经历不同的时间流逝，则可能形成时间差，从而实现时间穿越。
然而，这种设想面临着因果律悖论的挑战。霍金提出的“时序保护猜想”认为，物理定律会自动阻止时间机器的存在，以避免因果矛盾。
尽管如此，科学家们仍在探索可能的解决方案，比如多重宇宙理论或自洽性原则，试图调和时间旅行与因果律之间的冲突。
目前，虫洞的存在尚未得到直接观测证实。天文学家们正在通过引力波探测、伽马射线暴分析等手段寻找虫洞的蛛丝马迹。
此外，近年来的一项研究表明，在爱因斯坦-狄拉克-麦克斯韦理论框架下，可能存在无需负能量物质的可穿越虫洞，但这种虫洞仅允许微观粒子通过。
不管怎样，虫洞的研究既是对宇宙奥秘的探索，也为人类未来的星际旅行提供了一种可能性。
想象一下，当我们的航天器穿越虫洞，瞬间跨越数万光年的尺度，抵达另一个星系。那将是一件多么美妙的事情啊！
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