我们可以用它们来穿越宇宙吗？

虫洞仍然是科幻小说中的东西。 （图片来源：Shutterstock）

在科幻小说中，太空探索者经常在时空中的虫洞中穿行，虫洞由两个黑洞连接——天体如此密集，以至于连光都无法逃脱他们的魔掌。

但黑洞真的是通往虫洞的大门吗？ 这些虫洞看起来会不会像《星际迷航》中的对应物？

简短的回答可能不是，尽管宇宙的数学并没有完全排除它。

就其本身而言，黑洞中心唯一的东西就是一个奇点——一个无限密度的点。

然而，理论上，黑洞可以与称为白洞的镜像双胞胎配对形成虫洞。 尽管如此，这些理论上的虫洞看起来与科幻小说中描述的完全不同——传统的虫洞预计会非常不稳定，这意味着一旦有一个物质粒子进入它们就会坍塌。

一些物理学家预测，如果虫洞是由旋转的黑洞形成的，它可能会变得更加稳定，但我们对这种情况下发生的情况的理解充其量是模糊的。

爱因斯坦-罗森桥

科学家第一次发现黑洞不是通过对宇宙的观察，而是通过爱因斯坦广义相对论的数学。这些方程表明，如果你将足够多的物质压缩成足够小的体积，那么重力就会压倒所有其他力，并将物质缩小到一个无限小的点，称为奇点。

黑洞是单程旅行。一旦有人越过他们的界限，即所谓的事件视界，他们就永远无法逃脱。虽然黑洞曾经被认为只是爱因斯坦方程的一个把戏，但天文观测最终表明，黑洞确实存在于宇宙中。

但同样的数学也允许与黑洞完全相反：白洞。白洞的中心仍然有一个奇点，周围有一个事件视界。但是，一个人不会掉进去发现无法逃脱，而是一个人永远无法从外部到达事件视界，因为它不断地将其内容物以超过光速的速度抛向宇宙。

将黑洞和白洞的成对奇点连接在一起形成了最简单的虫洞，也称为爱因斯坦-罗森桥。

不是很有用

在这里，我们看到了一位艺术家对事件视界的插图。 （图片来源：AleksandrMorrisovich/Shutterstock）

不幸的是，爱因斯坦-罗森桥对于穿越宇宙并不是很有用。一方面，虫洞的入口位于事件视界后面。由于一个人无法进入白洞一侧，他们必须掉入黑洞才能进入。但是一旦有人越过事件视界，他们就永远无法逃脱。这意味着如果你进入虫洞，你将永远被困在里面。

爱因斯坦-罗森桥的另一个问题是它们的稳定性。 “这座桥是一种虫洞，但它是短暂的：它在任何物体利用它从一侧穿过到另一侧之前就被夹断了。所以从这个意义上说，一个人并没有真正的虫洞，因为一个人无法穿过它， ”俄亥俄州立大学的物理学家萨米尔·马图尔在一封电子邮件中说。

之所以存在这种不稳定性，是因为创建虫洞需要对物质进行非常精确和仔细的安排。任何扰乱这种微妙平衡的东西——即使是一包光或光子——都会引发虫洞的瞬间坍塌。虫洞会像过度拉伸的橡皮筋一样以超过光速的速度将自身撕裂，从而阻止任何东西沿着它向下移动。

此外，物理学家在很大程度上认为我们的宇宙中不存在白洞。与他们的兄弟姐妹不同，白洞非常不稳定。根据数学计算，只要有一点点物质落到他们身上，他们就会立即爆炸。所以即使白洞自然形成，也不会持续很长时间。

白洞存在的不确定性、爱因斯坦-罗森桥的不稳定性以及它们的相对无用性，意味着如果虫洞存在，它们很可能不是爱因斯坦-罗森桥。

旋转的奇点

可能有一种方法可以从更复杂的黑洞构建虫洞：考虑它们的旋转。所有的黑洞都自转，但新西兰数学家罗伊·克尔是第一个解决黑洞自转数学的人。

在旋转黑洞的中心，极端的离心力将点状奇点扩散成一个环。这个“环形奇点”有可能成为虫洞的入口，但稳定性问题再次出现。

“克尔洞的奇点被‘内视界’包围，而内视界又被‘外视界’包围。人们认为内部视界不是一个稳定的概念，少量的下落物质会彻底改变视界内部的区域，从而也改变奇点，”马图尔说。 “这种不稳定的最终结果尚不清楚。”问题是，如果物质落向环形奇点，它会遇到两个相互竞争的影响：奇点本身的巨大引力，以及黑洞中心自旋的极端离心力，它会以相反的方向作用.

正如你可以想象的那样，这不是一个很舒服的情况，事情很可能很快就会变得混乱。这种情况非常不稳定，甚至可能完全阻止奇点的形成。在这种情况下，许多物理学家认为，一旦我们对这些物体有了更好的了解，来自旋转黑洞的“环奇点”的概念将被更具体的概念所取代。