虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。
研究历史
80多年前，爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是宇宙中的隧道ㄋ能扭曲空间，可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。 早在20世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。 随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。 据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。
虫洞由来
国人霍金是继爱因斯坦之后最著名的理论物理学家，他对量子宇宙论的发展做出了杰出贡献。霍金前些时日曾到
北京演讲，他的风靡全球的科普著作《时间简史———从大爆炸到黑洞》也在
中国出版。霍金有一个奇特的大脑，他虽然瘫痪在轮椅上，但他能够凭灵感推测断想宇宙中发生的事 ，而且往往会被后来的科学发展所证明，而这样的猜测如果出自凡夫之口，举世都会认为是痴人说梦。按照爱因斯坦广义相对论，光速是绝对的，是个极限。人类进入太空，这是个障碍，就算以光的速度前进，动辄多少万年，人的生命之短暂，正是“夏虫不可以语于冰者”，即便真如科学 言，21世纪人的寿命可以达到150岁，也是杯水车薪于事无补。但是霍金有办法，根据时空可以弯曲的理论，他认为通过虫洞即时空隧道，可以迅速到达目的地，而不需要子子孙孙一代接一代生活在宇宙飞船里。霍金还预言人类可以回到自己过去的历史中，进行时间旅行，当然目前还有许多麻烦没有解决，比如在那里自己遇到自己会怎么样该怎么办，一时还搅缠不清。 “虫洞”其实是个比喻，最初是把宇宙比作苹果，就如苹果里有虫子，那么从苹果表面的一面走到另一面就是距离最长的，而如果把苹果蛀了洞，比如从一侧蛀到另一侧，那小虫子爬起来就近了。宇宙也是一样，从一个时空到另一个时空是要许多光年的，但如果时空弯曲，形成苹果里的虫子洞，那么就可以很容易做到时空穿梭，有人说黑洞就是虫洞的入口，如果真是这样，确实知道进试一试
主要观点
宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报，不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。 据科学家观测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。 科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。 虫洞，这个科幻园地中的主题，今天已从纸面跃出，成为天
文学家搜索的目标。虫洞为何那么吸引人?因为它为星际航行提供了一条捷径。例如从地球飞往最近的邻居——半人
马座——比邻星，将要飞奔4光年的旅程，而通过虫洞，却只需几小时就够了。 其实，远在广义相对论发表后不久，科学家就在理论上发现了虫洞的存在，但此后，对它的研究进展很慢，它的不少性质仍然十分模糊。例如，它仅能让光线通过?抑或也可使飞船穿行？直到1988茫美国加州工学院的桑恩等人，对虫洞作了较为深入的研究，才肯定虫洞的两端皆可出入，并非像黑洞那样是“单行道”。此外，旅行者在洞内仅受到一般的加速度。不像在黑洞中，若你的脚指向黑洞中心，那么巨大的引力场，会在头足之间构成极大的拉力差，足可把身首撕开。 桑恩还提出了构造虫洞的概念，当然是理论上的。他说，这涉及到对宏观空间的挖破和扭曲。生活在二维空间(如纸面)的智慧蚂蚁，它想从纸面上的一点走到另一点，按常规，只有一种办法，即沿着连接该两点的直线走去，这也是两点间的最短距<。但还有一种距离更短的走法：把纸对折成两面，使两点靠得很近，再用一个纸筒(它提供了通过第三维的一条捷径)将两点接通，蚂蚁可经纸筒而到达彼点。为此，蚂蚁必须在纸面上挖出两个孔。在这一例中，纸筒十分类似于通过更高强空间的虫洞。故欲构筑虫洞，必撕破空间。 空间不是空空的吗，怎样去撕破，挖孔?实难想象。但相对论早就告诉我们，引力能弯曲空间。桑恩说，空间的裂口处，时空会出现陡峭的势态，就如黑洞中心的那种情况。但他承认，由于没有一个成熟的量子引力理论，对这个问题很难深入讨论下去。 从理论可知，虫洞内的空间被扭曲得极不自然，以致无法使它保持畅通，即使能开通，也只是一瞬间。但虫洞却可让奇异物质通过，为何奇异物质受此优待呢?这还得从相对论谈起。 爱因斯坦认为，引力来自物质的两种全然不同的性质。一种是大家熟知的，质量密度越大，引力场也越强，由于物质的质量跟能量是等价的，故可说，能量密度(单位体积内所含的能量)对引力作出贡献；另一种是物质对周围所施加的压力，就像气体对容器壁所做的那样，但是这种压力原p上可正可负。 若跟物质内所含的能量相比，这种压力就小得微不足道。但桑恩说，有一种物质却具有极大的负压，奇异物质就明显地具有这种特性，且其负压之大，超过了它的能量密度。从而使得奇异物质周围的空间，被扭曲得十分奇怪，跟一般物质的扭曲情况相比，正好改变了空间扭曲的“符号”，具体地说，其引力具有排斥性。 按现代宇宙学理论，在宇宙创生后立即驱使宇宙急速膨胀的力，正是“奇异”真空的具有极大负压的排斥性引力。宇宙暴胀可能提供一种保持虫洞开放的手段。一些物理学家认为，暴胀可能造成“宇宙绳”环(宇宙理论中的一种物质)，当量子虫洞和宇宙绳环同时暴胀时，有可能产生宏观的开通的虫洞。此外，他们还相信，先进文明所创造的人工虫洞，可能用奇异物质的“支柱”来保持虫洞的畅通。故桑恩的虫洞，可谓之奇异Ｖ食娑础 科学家麦可思提出了磁虫洞的理论。他说，极强烈的磁场将能弯曲时空而形成虫洞。根据相对论，任何含有能量的东西(包括磁场)，皆能弯曲空间。远在20年代，一位意大利理论家莱特，就在爱氏方程中找到了磁引力。 莱特的理论说，在一个由螺线管产生的磁场中，螺线管内形成了一个引力磁，但要获得这种人工引力场，磁场需十分巨大。据麦可思说，莱特的磁引力跟桑恩的虫洞极相似。麦可思说：“其理论的实际意义，就是一个磁虫洞。”他说，若在实验室内用2.5T(特斯拉)的磁场，即可构造出一个磁虫洞，洞的半径极大，约为150光年，若欲将此虫洞的半径压缩到实验室的尺度，则所施加的磁场需大到10亿T，这显然超出目前人类的科技能力(最大人工磁场约10T)。但麦可思说，在天空中必定能找到这种磁虫洞，因为中子星表面的磁场达10亿T，在那里，磁虫洞将自发地产生。 磁虫洞有一个优点，按麦可恩的说法，它比较容易测量验证。由于磁引力也将影响光线，“在引力场中，光速将减慢。若光线通过螺线管时，其速度低于真空中的光速”，即可证明磁虫洞的存在。不论奇异物质虫洞或磁虫洞，只要它们存在于天空之中，就能从地球上测得它们的特征性信号。若一个虫洞嘴处在地球和某一恒星之间，那么虫洞的引力将引起这一恒星的光产生异常的波动，将使我们看到一个两边特别明亮中间较暗(星光)R光学像。为何如此奇怪?这要谈到负(质量)物质和引力透镜。据俄科学家诺朱可夫的理论，当物体进入虫洞，“入口”处明显地增大质量，而同时在“出口”处，则立即失去对应的这份质量。即使此物体已穿出虫洞，也仍会留下这些痕迹：虫洞的一边将保持其已获得的质耍而另一边最终则呈现负质量。 负（质量）物质具有明显的特性，它只具有排斥性引力，因而能将其周围的任何物质都向四周扫出，且对光线的运动造成极大的扭曲。 通常的物质（即酥柿课镏剩，若正好通过地球与某一恒星之间，其引力将弯曲和放大这一恒星向地球射来的星光，很像一个聚光镜的行为。天文学上称之“引力透镜”效应。具体地说，我们这时将看到这一恒星星光比平时亮得多。若这个经过地球恒星间的天体，是由负物质构成的，那又将如何?它也将弯曲星光，但由于其具有排斥性引力，故弯曲星光的情况迥然不同。星光经它身旁时，会出现所谓焦散现象，即星光从透镜（负物质天体）的轴线处被推出，而在两边上聚焦。这意味着，当负物质天体运动在地球与某一恒星之间时，我们将看到，这个恒星不是像平时那样的一个光点，而是在亮上出现两个突然增亮的跳跃。这种“双峰”亮度特征信号是十分明显的，故为探测出虫洞提供了一个方便之门。 桑恩之所以去研究“虫洞”，有个很重要的直接原因是因为好友卡尔.萨根的求助；当时卡尔.萨根正构思一个科幻题材，和桑恩讨论虫洞的想法，桑恩遂极感兴趣，为此研究了虫洞的可行性并推导了虫洞模型。 加莱道雄则认为，如果弯曲一个宇宙不可行，不意味着不能够将两个平行宇宙通过虫洞相连。如果平行宇宙确实存在，那么多个宇宙之间一定是以某种方式排列着的。假设一杯水的水面和杯底有两个平行的宇宙，我们可以通过产生漩涡来让水面和杯里连通。同理的，若我们以某种方式使时空产生漩涡，那么有相当大的可能能够建立起通向其他平行宇宙的通道。搅动时空看似不可能做到，但随了人类的科技发展，有朝一日我们会有能力控制叫牵那时我们便可以将恒星排列成圆形并使它们共同在圆上旋转来构造“时空漩涡”。