長(zhǎng)久以來(lái)，人們都無(wú)法確定蟲(chóng)洞是否真實(shí)存在。不過(guò)近幾年的一些研究表明，蟲(chóng)洞確實(shí)是可能存在的。而且，利用物理學(xué)理論便可以構(gòu)造出微型蟲(chóng)洞。

在黑洞一詞還未誕生之時(shí)，物理學(xué)家并不知道這種奇怪的天體是否真的存在。不過(guò)隨著研究的深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明黑洞確實(shí)是真實(shí)存在的天體，甚至就存在于我們生活的銀河系中。

如今，廣義相對(duì)論中所預(yù)言的另一種奇怪天體——蟲(chóng)洞，它的存在仍然難以斷定。如果蟲(chóng)洞真的存在于我們的宇宙中，人類(lèi)是否可以利用它們暢游宇宙?

尋找蟲(chóng)洞之旅有兩大難題

早在1935年，就有人預(yù)言了蟲(chóng)洞的存在。但是隨后的研究似乎指向了不同的答案——蟲(chóng)洞不太可能存在。然而，一些最新的研究為證實(shí)蟲(chóng)洞的產(chǎn)生提供了線索，而且這一過(guò)程可能比物理學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)所設(shè)想的要簡(jiǎn)單得多。

蟲(chóng)洞的概念最早由物理學(xué)家阿爾伯特·愛(ài)因斯坦和內(nèi)森·羅森提出。愛(ài)因斯坦和羅森發(fā)現(xiàn)，至少在理論上，黑洞的表面可能成為連接另一片空間的橋梁。后續(xù)的研究工作拓展了這一想法，但是卻遇到了兩個(gè)始終無(wú)法克服的難題：蟲(chóng)洞十分脆弱和微小，這就導(dǎo)致了蟲(chóng)洞很難被發(fā)現(xiàn)且很難被人類(lèi)所利用。根據(jù)廣義相對(duì)論，任何普通物質(zhì)穿過(guò)蟲(chóng)洞的引力作用都會(huì)牽拉并關(guān)閉這一隧道。因此，形成穩(wěn)定的蟲(chóng)洞需要某種額外的物質(zhì)，以保持蟲(chóng)洞持續(xù)、穩(wěn)定地開(kāi)放，研究人員將其稱(chēng)為“奇異”物質(zhì)。

此外，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，蟲(chóng)洞的形成過(guò)程依賴(lài)于一種特殊效應(yīng)，這種效應(yīng)使得宏觀世界的旅行者無(wú)法進(jìn)入蟲(chóng)洞。因此，研究蟲(chóng)洞的難點(diǎn)在于生成蟲(chóng)洞的過(guò)程和穩(wěn)定蟲(chóng)洞的“奇異”物質(zhì)不能偏離人們所熟悉的物理學(xué)理論太遠(yuǎn)。

迄今為止，科學(xué)家只能根據(jù)物理學(xué)理論構(gòu)想出微觀尺度的蟲(chóng)洞。要想“制造”出更大的蟲(chóng)洞，似乎還需要一種既特殊又穩(wěn)定的過(guò)程或物質(zhì)。

糾纏態(tài)的特殊性質(zhì)帶來(lái)突破性進(jìn)展

2017年，蟲(chóng)洞研究取得了突破性進(jìn)展，美國(guó)哈佛大學(xué)的高蘋(píng)、丹尼爾·賈弗里斯和新澤西州普林斯頓高等研究院的阿倫·沃爾發(fā)現(xiàn)了一種利用量子糾纏來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)放蟲(chóng)洞的方法。

糾纏態(tài)的特殊性質(zhì)使其可以提供維持蟲(chóng)洞穩(wěn)定性所需的物質(zhì)。而由于“糾纏”是量子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)特征，因此這一狀態(tài)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易產(chǎn)生。雖然這種方法有助于穩(wěn)定蟲(chóng)洞，但它仍然只能產(chǎn)生微小的蟲(chóng)洞。不過(guò)，這一研究啟發(fā)了一系列后續(xù)研究工作，科學(xué)家可以利用這種“糾纏”來(lái)研究不同類(lèi)型的物質(zhì)，找到更大、更古老的黑洞。

英國(guó)杜倫大學(xué)物理學(xué)家伊克巴爾和他在英國(guó)杜倫大學(xué)的同事西蒙·羅斯在一項(xiàng)研究中提出了一種更加容易的方法制造蟲(chóng)洞——利用高—賈弗里斯—沃爾方法制造出一個(gè)大型蟲(chóng)洞。

他們的研究從理論上展示了黑洞周?chē)艌?chǎng)的特殊擾亂可以產(chǎn)生穩(wěn)定的蟲(chóng)洞。遺憾的是，這一理論仍然只能生成微觀的蟲(chóng)洞，而且伊克巴爾認(rèn)為，這項(xiàng)研究幾乎不可能在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)。

美國(guó)普林斯頓高等研究院的物理學(xué)家胡安·馬爾達(dá)西那曾于2013年指出，蟲(chóng)洞和量子糾纏之間存在聯(lián)系，他和普林斯頓大學(xué)的阿列克謝·米列欣發(fā)現(xiàn)了一種可以產(chǎn)生大型蟲(chóng)洞的方法。

不過(guò)，這種方法的難點(diǎn)在于，充斥于宇宙中的暗物質(zhì)，必須要表現(xiàn)出一種特定的行為，且這種行為在我們生存的宇宙中不太可能出現(xiàn)。

蟲(chóng)洞研究的熱潮還未退去。雖然目前科學(xué)家還不能制造出滿足人類(lèi)穿越夢(mèng)想的蟲(chóng)洞，但相關(guān)研究確實(shí)取得了一些成果。“通過(guò)研究，我們了解到，實(shí)際上利用簡(jiǎn)單的量子效應(yīng)便可以制造能保持開(kāi)放的蟲(chóng)洞。”美國(guó)布蘭迪斯大學(xué)的物理學(xué)家、蟲(chóng)洞研究者布里安娜·格拉多—懷特說(shuō)，“長(zhǎng)期以來(lái)我們認(rèn)為不可能存在的東西，最新研究結(jié)果卻表明它確實(shí)可能存在。”

(李詩(shī)源翻譯 據(jù)《環(huán)球科學(xué)》)

關(guān)鍵詞： 量子糾纏 蟲(chóng)洞 物理學(xué) 微型蟲(chóng)洞