作为一个好奇的物种，人类一直梦想着前往太空的最深处。这是即将上映的科幻史诗《星际穿越》的主要主题，该片将带领马修·麦康纳和安妮·海瑟薇前往我们希望有一天能到达的地方。除了一个叫做深 空旅行 的小小的障碍。
宇宙很大。它不仅规模巨大，而且极其分散；任何相邻的行星、恒星和星系都遥不可及。例如，离地球最近的恒星比邻星，距离地球 4.22 光年。如果速度极快的旅行者号探测器试图到达比邻星，那么这个小小的探测器将需要 8 万多年才能到达那里。
那么，我们应该如何探索宇宙，才能不至于花费数千代人的时间呢？在研究人员提出的许多概念中，有一种技术特别受欢迎，尤其是在科幻小说领域：捷径，或称为虫洞的理论隧道。
虫洞被认为是不稳定的，引入外来物质可能会导致它们完全坍塌。
理论上，虫洞是由时空构成的隧道状连接，可以在宇宙中两个相距甚远的区域之间提供更短的距离。其想法是，太空旅行者可以利用这些隧道，使太空旅行的时间比数千年大大缩短。从《超时空接触》中艾罗维博士神秘的充满外星生物的旅程，到《星际迷航：深空九号》中允许进入未探索的伽马象限的巴约星虫洞，无数的书籍、电视节目和电影都利用了虫洞的概念进行深空旅行。
《星际穿越》将再次运用这个情节设置。在这部电影中，一群宇航员穿越一个新发现的虫洞，连接着时空上相距遥远的区域，以便寻找一个可以称之为家的世界。这听起来不可思议，仿佛我们所有的太空旅行幻想都能成真。但这是可能的吗？人类有一天能利用虫洞旅行到另一个星系或更远的地方吗？
科学表明，这是极不可能，但又是可能的。然而，要建造一个可穿越的虫洞，我们需要许多特定的条件，并且要理解这些奇妙的秘密通道是从哪里来的。
什么是虫洞？
直到 20 世纪初，牛顿的万有引力理论才占主导地位。该理论认为，宇宙中的所有物体——包括你和我——都具有一种内在的力，可以吸引其他物体。物体越大，其内在的引力就越大。这解释了为什么我们“粘”在地球上而不是飞向太空。
但在 1915 年，阿尔伯特·爱因斯坦彻底推翻了这一想法。他理论化认为，引力实际上是时空（空间和时间结合成一个连续体）扭曲的结果。本质上，一个物体的存在本身就会扭曲其周围的空间和时间，在宇宙中留下印记。
正是这种时空的扭曲产生了引力的效应。卡内基梅隆大学物理学教授理查德·霍尔曼说：“假设有你和另一个质量。你扭曲了你周围的时空，那个质量也扭曲了它周围的时空，你们俩都在互相下坠。”
现在，这是所有这些与虫洞相关的地方。根据爱因斯坦和他的同事内森·罗森的说法，虫洞实际上是被扭曲的空间，它以一种连接时空中两个不同点的方式扭曲了。结果是一个隧道状的结构，它可以是直的或弯曲的，连接着宇宙中两个极其遥远的地方。
爱因斯坦的数学模型预测虫洞的存在，但从未发现过。名古屋大学的天体物理学家文雄·阿贝 提出了一种寻找大型虫洞（足够大的虫洞可以容纳宇宙飞船）的方法，即观察恒星在穿过隧道时亮度的变化。一种叫做引力透镜的效应会导致亮度以独特的方式波动。
然而，我们可能在短期内找不到大型虫洞。
虫洞的问题
到目前为止，物理学家还没有确定虫洞如何在宇宙中自然形成。然而，根据理论物理学家约翰·惠勒的 量子泡沫假说（即虚粒子以一种奇怪的方式不断地出现和消失），虫洞可能自发地出现和消失。
不幸的是，惠勒理论认为，这些突发的虫洞会非常小，出现在普朗克尺度。那大约是 10-33 厘米长。换句话说，虫洞会非常小，几乎不可能被探测到。
然而，假设我们可以找到那些瞬间出现的微小虫洞：我们也许能让它们变大。要做到这一点，你需要一种叫做奇异物质的奇特物质。
奥斯汀高等研究院的高级研究物理学家埃里克·戴维斯说：“宇宙中普通物质的规则是，它具有正能量密度和正压力。奇异物质有点不同。它是一种具有负能量密度和/或负压力的物质。你可以拥有一团具有负能量和正压力的物质，或者反之。”
奇异物质的负属性可能会将虫洞的侧壁向外推，使其足够大——并且足够稳定——以便一个人或一艘宇宙飞船能够通过。除了奇异物质并不容易获得；它只存在于理论中，我们不知道它是什么样子的，也不知道在哪里可以找到它。
但假设我们甚至克服了这一点。我们找到了一个微小的虫洞，我们设法获得了一些奇异物质，并且我们已经将隧道扩大并稳定到足够大，可以容纳一艘宇宙飞船。霍尔曼解释说，有可能插入任何非奇异物质都会使虫洞完全不稳定。换句话说：进入虫洞可能会立即杀死你。
虫洞有很多需要注意的地方，但还有一个更大的。虫洞很有可能连接两个完全不同的时空；也就是说，入口可能存在于完全不同的时代。这意味着通过虫洞旅行有冒着最终出现在宇宙历史不同时期的风险。有些人甚至推测，虫洞可能完全连接不同的宇宙。花点时间思考一下。
就利用虫洞进行太空旅行的前景而言，戴维斯比霍尔曼更乐观一些，他解释说，只要能掌握奇异物质，你就可以从零开始创造自己的功能性虫洞。（他目前正在研究在多伦多的实验室中创造奇异物质的方法。）霍尔曼则采取了更现实的做法。
霍尔曼解释说：“如果你真的能做到这一点，考虑到那里有如此多的系外行星和恒星，你可能会认为‘别人’早就已经这样做了。据我们所知，通过观察宇宙的相当一部分，我们并没有看到任何证据。这开始表明，你可能只能选择艰难的方式旅行。”
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更正（2014年10月30日，东部时间下午12:24）： 原报道称戴维斯正在艾卡鲁斯国际公司（Icarus Interstellar）的实验室创造奇异物质。他实际上是在多伦多海瑟薇咨询服务公司（Hathaway Consulting Services）的一个实验室工作。我们已经修正了错误，并对此表示歉意。
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