都教授，“蟲洞”里都有啥

李丹丹

“現在看韓劇門檻好高，不懂點天文物理都看不懂！”這句網友的吐槽，說的就是熱門韓劇《來自星星的你》的結尾中，編劇為外星人男主角都敏俊開的外掛——自由穿梭“蟲洞”，最終回到千頌伊身邊。蟲洞是什么？穿梭于蟲洞的都教授能看到什么？浙江大學理論物理學博士李劍龍進行了解答。

蟲洞是什么

可以這么理解，“如果把空間比作一個蘋果的表面，從蘋果的一側走到另外一側需要繞過半個蘋果的周長。但假如有一只蟲子在上面咬個洞，它就可以通過更短的路徑到達蘋果的另一側”——兩個世界之間的捷徑，就是“蟲洞”。

用蟲洞來給主角開外掛，韓國人并不是第一個。

1957年，物理學家惠勒在論文中描述“多連通空間”時，首次提到蟲洞的名字。而使蟲洞研究突然變得熱門，還得歸功于科幻作品。

1985年，美國康奈爾大學的著名行星天文學家卡爾·薩根發表了一部科幻小說——《接觸》。這部小說中，主人公以外星智慧生物傳來的信息為藍圖，建造了一個裝置，在很短的時間內，到達距地球26光年的織女星附近，并順利返回地球。如何讓主人公完成這“不可能的任務”？薩根向加州理工大學的索恩教授求助。身為研究引力理論的專家索恩建議他使用了“蟲洞”這個概念。這是業內認為第一次使用“蟲洞”概念的科幻小說。故事中的女主角在時空機器中，穿越一個光怪陸離的隧道，并見到過世多年的父親，這個隧道便是“蟲洞”。

有解釋稱，如果有東西被丟入蟲洞，它不會像都教授那樣突然消失，而是看起來變得越來越遠，最終連續地移動到連接蟲洞另一端的空間中。如果你一頭鉆進蟲洞來到其最狹窄的“咽喉”處，就會看到更奇妙的景象：兩個世界的扭曲模樣在你面前涇渭分明，是去是留，就在你的一念之間。

《接觸》發表后，“蟲洞”這一概念，便成了科幻作家寫作星際旅行的一項“標配”。

只要存在合適的蟲洞，無論多么遙遠的地方都有可能變得近在咫尺，“星際旅行家”們將不再受制于空間距離。“在兩點之間形成快捷路徑”——這正是科幻小說家們熱衷“蟲洞”的原因。

蟲洞的半徑大約1光年

蟲洞是一種理論可能性。理論上，蟲洞連接著時空的兩個區域，穿越蟲洞就相當于進行空間旅行。但它存在于哪里，尚無定論。

李劍龍博士介紹，與通常的廣義相對論研究相反，物理學家先假設蟲洞存在，然后再研究什么樣的物質會維持蟲洞的存在。

“索恩從理論上找到了利用蟲洞進行時間旅行的辦法，但是霍金等人包括索恩自己，都對這個結果持保守態度。”李劍龍說。

如果星際空間中真的存在這樣的通道，即便在廣袤的宇宙中，那也是相當有“存在感”的。

首先，普遍的認識是，半徑為1光年的蟲洞，維持它所需的負能量物質的質量是驚人的。李劍龍博士說：“為了不把任何原子物質構成的生物撕碎，可穿越蟲洞的半徑必須大約1光年（10萬億千米）。”

有計算表明，維持這樣一個蟲洞所需的負能量物質的質量，相當于整個銀河系中所有物質質量總和的100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。

因此，如果地球附近的星際空間中存在這種“蟲洞”，周圍幾百萬光年內的物質運動都將受到顯著的影響，科學家早就從它的引力場中發現其蹤跡了。

李劍龍說：“銀河系中心的超大質量黑洞都遠遠沒有這么大，因此，如果可穿越蟲洞存在的話早就被觀測到了。”

而且這么巨大的一個“通道”，不僅都教授會被吸進去，千頌伊、地球、整個太陽系，都會被吸進去。

想穿越有點難

在小說和影視作品中，主角們一“閃”就穿越了。在物理學家們看來，真是“你想穿就能穿”的嗎？答案是否定的。

現實是如果存在蟲洞的話，蟲洞附近的引力場也會極為強大，穿越蟲洞的人可能會被強大的引力潮汐撕成碎片。

所以，都教授能不能完整地出現在女主角面前，也是一個問題。

蟲洞自身的張力也非常可怕（蟲洞越大，張力越小），半徑為1光年的蟲洞的張力，相當于每平方米上壓上500萬噸的重物，這足以破壞任何原子物質。所以，若想活著穿越蟲洞，負能量物質組成的蟲洞的質量，都必須非常大才行。

這樣，試圖在地球上建造可穿越蟲洞也更加不可能了。

除去理論層面的考慮，想通過蟲洞構筑時空機器，還面臨實際操作層面上的諸多困難。

哥倫比亞大學物理系博士盧昌海《從奇點到蟲洞》一書中寫到，事實上，構筑可穿越蟲洞本身就已如此困難，通過種種操作在其出入口之間產生可觀的時間差，無疑更是難上加難。“從這個角度看，用蟲洞構筑時空機器的前景也是相當渺茫的。”