喜歡天體物理的朋友對(duì)黑洞、白洞、蟲(chóng)洞這些讓人充滿(mǎn)奇異幻想的名詞并不陌生,也許有不少人會(huì)想象:如果能“嗖”的一下子鉆進(jìn)一個(gè)鄰近的蟲(chóng)洞,迅速直抵宇宙某個(gè)遙遠(yuǎn)的異域角落或星球,那可要比目前所有科幻影片中的穿越刺激多了。別急,科學(xué)家正在幫你解決這個(gè)難題,他們發(fā)現(xiàn)了打造一個(gè)近乎穩(wěn)定蟲(chóng)洞的方法。
我們知道,蟲(chóng)洞作為一種時(shí)空的扭曲現(xiàn)象,是極不穩(wěn)定的,即便是一個(gè)光子也會(huì)使蟲(chóng)洞以比光速還要快的速度坍塌收縮,瞬間分崩離析。在理論上,只要有一定數(shù)量的負(fù)能量,即具有奇異性質(zhì)的負(fù)質(zhì)量或物質(zhì),就可以抵消常規(guī)物質(zhì)試圖通過(guò)蟲(chóng)洞所引起的破壞影響,從而可能穿越蟲(chóng)洞??墒牵袼呢?fù)能量物質(zhì)數(shù)量極其微小。為了維持一個(gè)半徑為一千米的蟲(chóng)洞不發(fā)生坍塌,所需要的負(fù)能量物質(zhì)量就相當(dāng)于整個(gè)太陽(yáng)系的質(zhì)量。所以,這條路行得通的概率幾乎為零。
那么,從蟲(chóng)洞本身考慮如何?既然是“洞”,就需要有入口和出口才能穿越。盡管有科學(xué)家認(rèn)為,蟲(chóng)洞連接著黑洞(一個(gè)沒(méi)有東西可以逃脫的太空區(qū)域)和白洞(一個(gè)沒(méi)有東西可以進(jìn)入的理論太空區(qū)域),并且在它們之間傳送物質(zhì),但迄今為止,白洞依舊在理論設(shè)想范圍內(nèi),并沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)上的突破。換而言之,若白洞不存在,穿越蟲(chóng)洞就無(wú)從談起。
幸運(yùn)的是,科學(xué)家通過(guò)精妙計(jì)算證實(shí)了黑洞可以攜帶電荷,且內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分奇妙。正常黑洞的奇點(diǎn)為點(diǎn)狀,而帶電荷黑洞的奇點(diǎn)則被扭曲拉長(zhǎng),可以與另一個(gè)帶相反電荷的黑洞相連,這樣我們就能得到一個(gè)蟲(chóng)洞。不過(guò),這個(gè)蟲(chóng)洞仍然很不穩(wěn)定,并且兩個(gè)帶相反電荷的黑洞會(huì)受引力和電場(chǎng)力的雙重吸引,一旦相遇,電荷就會(huì)中和,變成一整個(gè)大而無(wú)用的黑洞。
然而,要確保這兩個(gè)帶電的黑洞離得足夠遠(yuǎn),以及使整個(gè)蟲(chóng)洞隧道能夠支撐人類(lèi)通過(guò),就需要借助外力。宇宙弦或許可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
宇宙弦是一種假設(shè)的存在,但也有證據(jù)證明它存在的正確性。它是宇宙大爆炸時(shí)期產(chǎn)生的遺留物,存在于時(shí)空紋理上的裂隙,就像水結(jié)冰時(shí)出現(xiàn)的裂紋。于蟲(chóng)洞而言,宇宙弦有一個(gè)非常有用的性質(zhì):張力極大,不易被擠壓到一起。假如將一根宇宙弦從蟲(chóng)洞中穿過(guò),從兩個(gè)黑洞外側(cè)穿出,并將兩端拉伸到無(wú)限長(zhǎng),弦的張力就會(huì)阻止兩個(gè)黑洞互相吸引靠近。
但一根宇宙弦無(wú)法阻止蟲(chóng)洞自身的坍縮,所以我們要再加入一根宇宙弦,讓它穿過(guò)蟲(chóng)洞并將其繞回,在兩個(gè)黑洞之間形成一個(gè)閉環(huán)。這時(shí),宇宙弦將會(huì)發(fā)生劇烈震蕩,使周?chē)臅r(shí)空紋理產(chǎn)生擾動(dòng)。適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)可以使周?chē)臻g的能量變成負(fù)能量,在蟲(chóng)洞內(nèi)部發(fā)揮負(fù)質(zhì)量的作用,從而讓蟲(chóng)洞穩(wěn)定下來(lái)。至此,一個(gè)可以穿越的蟲(chóng)洞便誕生了。
不過(guò),宇宙弦本身的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致宇宙弦中的能量越來(lái)越少,質(zhì)量不斷減小直至消失,這樣一來(lái),蟲(chóng)洞也就無(wú)法繼續(xù)維持。但是,只要調(diào)整好宇宙弦的振動(dòng)頻率,蟲(chóng)洞就可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,足夠讓信息或物體完好無(wú)損地從中穿過(guò)。
美國(guó)科學(xué)家使用超大陣列射電望遠(yuǎn)鏡在銀河系中找到了一條2.3億光年的蛇形曲線,解釋之一就是這條曲線就是宇宙弦的真實(shí)存在。遺憾的是,這只是一種推想。
如果有一天真的證實(shí)了宇宙弦不是假想,那穿越蟲(chóng)洞的構(gòu)建也將不再是夢(mèng)。