都教授，“虫洞”里都有啥

李丹丹

“现在看韩剧门槛好高，不懂点天文物理都看不懂！”这句网友的吐槽，说的就是热门韩剧《来自星星的你》的结尾中，编剧为外星人男主角都敏俊开的外挂——自由穿梭“虫洞”，最终回到千颂伊身边。虫洞是什么？穿梭于虫洞的都教授能看到什么？浙江大学理论物理学博士李剑龙进行了解答。

虫洞是什么

可以这么理解，“如果把空间比作一个苹果的表面，从苹果的一侧走到另外一侧需要绕过半个苹果的周长。但假如有一只虫子在上面咬个洞，它就可以通过更短的路径到达苹果的另一侧”——两个世界之间的捷径，就是“虫洞”。

用虫洞来给主角开外挂，韩国人并不是第一个。

1957年，物理学家惠勒在论文中描述“多连通空间”时，首次提到虫洞的名字。而使虫洞研究突然变得热门，还得归功于科幻作品。

1985年，美国康奈尔大学的著名行星天文学家卡尔·萨根发表了一部科幻小说——《接触》。这部小说中，主人公以外星智慧生物传来的信息为蓝图，建造了一个装置，在很短的时间内，到达距地球26光年的织女星附近，并顺利返回地球。如何让主人公完成这“不可能的任务”？萨根向加州理工大学的索恩教授求助。身为研究引力理论的专家索恩建议他使用了“虫洞”这个概念。这是业内认为第一次使用“虫洞”概念的科幻小说。故事中的女主角在时空机器中，穿越一个光怪陆离的隧道，并见到过世多年的父亲，这个隧道便是“虫洞”。

有解释称，如果有东西被丢入虫洞，它不会像都教授那样突然消失，而是看起来变得越来越远，最终连续地移动到连接虫洞另一端的空间中。如果你一头钻进虫洞来到其最狭窄的“咽喉”处，就会看到更奇妙的景象：两个世界的扭曲模样在你面前泾渭分明，是去是留，就在你的一念之间。

《接触》发表后，“虫洞”这一概念，便成了科幻作家写作星际旅行的一项“标配”。

只要存在合适的虫洞，无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺，“星际旅行家”们将不再受制于空间距离。“在两点之间形成快捷路径”——这正是科幻小说家们热衷“虫洞”的原因。

虫洞的半径大约1光年

虫洞是一种理论可能性。理论上，虫洞连接着时空的两个区域，穿越虫洞就相当于进行空间旅行。但它存在于哪里，尚无定论。

李剑龙博士介绍，与通常的广义相对论研究相反，物理学家先假设虫洞存在，然后再研究什么样的物质会维持虫洞的存在。

“索恩从理论上找到了利用虫洞进行时间旅行的办法，但是霍金等人包括索恩自己，都对这个结果持保守态度。”李剑龙说。

如果星际空间中真的存在这样的通道，即便在广袤的宇宙中，那也是相当有“存在感”的。

首先，普遍的认识是，半径为1光年的虫洞，维持它所需的负能量物质的质量是惊人的。李剑龙博士说：“为了不把任何原子物质构成的生物撕碎，可穿越虫洞的半径必须大约1光年（10万亿千米）。”

有计算表明，维持这样一个虫洞所需的负能量物质的质量，相当于整个银河系中所有物质质量总和的100倍。这样的虫洞产生的引力效应将远比整个银河系的引力效应更为显著。

因此，如果地球附近的星际空间中存在这种“虫洞”，周围几百万光年内的物质运动都将受到显著的影响，科学家早就从它的引力场中发现其踪迹了。

李剑龙说：“银河系中心的超大质量黑洞都远远没有这么大，因此，如果可穿越虫洞存在的话早就被观测到了。”

而且这么巨大的一个“通道”，不仅都教授会被吸进去，千颂伊、地球、整个太阳系，都会被吸进去。

想穿越有点难

在小说和影视作品中，主角们一“闪”就穿越了。在物理学家们看来，真是“你想穿就能穿”的吗？答案是否定的。

现实是如果存在虫洞的话，虫洞附近的引力场也会极为强大，穿越虫洞的人可能会被强大的引力潮汐撕成碎片。

所以，都教授能不能完整地出现在女主角面前，也是一个问题。

虫洞自身的张力也非常可怕（虫洞越大，张力越小），半径为1光年的虫洞的张力，相当于每平方米上压上500万吨的重物，这足以破坏任何原子物质。所以，若想活着穿越虫洞，负能量物质组成的虫洞的质量，都必须非常大才行。

这样，试图在地球上建造可穿越虫洞也更加不可能了。

除去理论层面的考虑，想通过虫洞构筑时空机器，还面临实际操作层面上的诸多困难。

哥伦比亚大学物理系博士卢昌海《从奇点到虫洞》一书中写到，事实上，构筑可穿越虫洞本身就已如此困难，通过种种操作在其出入口之间产生可观的时间差，无疑更是难上加难。“从这个角度看，用虫洞构筑时空机器的前景也是相当渺茫的。”