关于虫洞的研究论文

霍金推导出量子平行宇宙间存在着无数个虫洞，只是因为太小，人类无法穿越。

难道虫洞——这条时空捷径，真的被彻底堵死了吗？

当然不是，这一次打通虫洞的不是别人，正是霍金的赌友——基普·索恩。

对，就是这位科幻巨片《星际穿越》唯一的科学顾问，他在天体物理界更是如雷贯耳，堪称巨擘——全球最大引力波天文台LIGO的创始人。

要知道早在1999年，索恩就已预言：三大科学难题，21世纪必将会被破解——

三大难题，竟然已经成功预言了两个！可见这位科学大神有多神。

正式破题之前，顺便插播一下：为啥说霍金与索恩是一对儿赌友？

早在1975年，两人为了争论「天鹅座X-1是否存在黑洞？」结果杠上了。要知道霍金可是靠研究黑洞起家的，「霍金辐射」至今在黑洞研究领域无人出其右；索恩也不白给，曾是【黑洞】名词的创造者——惠勒的高徒。

于是两人签下对赌协议：如果索恩输了，得给霍金订阅4年的《私家侦探》杂志；要是霍金输了，给索恩订阅一年的《阁楼》。结果等到1987年，这本杂志开始定期寄到索恩家里，导致他老婆埋怨霍金好坏！?

言归正传，这一次打通虫洞的起因，并不是索恩要跟赌友打赌，而是受人之托——接受另一位科学神人的研究托付，此人就是科普巨星卡尔·萨根。

1985年，萨根寄给索恩一本手稿，这就是后来鼎鼎有名的Contact（科幻小说《接触》／《接触未来》，后来改编成科幻大片《超时空接触》）。

请求他解决一个科学难题：如何在不违背超光速的情况下，实现小说情节需要——地球人能够跟26光年之外的超级文明，实现超时空接触？

毫无疑问，除了友情之外，激发好奇心和挑战不可能，成为基普·索恩的主要驱动力。

当然，只靠这些是远远不够的，摆在索恩眼前的——虫洞问题可是个大问题，一个难以逾越的学术障碍，以至于引得无数英雄竞折腰。

以上这些科学大神的学术成果，既是高度，也是高墙——对于基普·索恩来说。

索恩要想完成朋友之托——在不违背科学原理的情况下，安全穿越虫洞，就必须跨过由虫洞理论构造出来的多道鸿沟：

看起来真叫人绝望！哪怕只是满足一本科幻小说的靠谱情节，看起来都难以逾越——基普·索恩到底如何才能搞定呢？

奇人必有奇招。他采用了反向操作。

首先，给出可穿越虫洞的主要条件：

然后，开始大量、精确地计算。为此索恩组建了一个「可穿越虫洞」研究小组，日夜兼程。

最终，完美演绎出了精彩结果，成为了卡尔·萨根科幻小说《接触》穿越情节的科学依据。

这也是索恩本人第一次出手——作为科幻作品的科学顾问，而最近一次就是与诺兰合作的《星际穿越》。

不仅如此，索恩还趁热打铁，伙同两个加州理工高材生一起在《物理评论快报》上，发表了一篇论文《虫洞、时间机器与弱能量条件》。

要知道该刊物可是曾毙过爱因斯坦稿子的（1936年《引力波存在吗？》）。

这意味着：全球顶级学术期刊破天荒——头一回刊发有关「时间旅行」的学术文章。

以往并不是没人写没人投稿，恰恰相反，每年海水如潮般涌入《科学》《自然》《物理评论快报》《英国皇家学会学报》……民科精神哪都有。

之所以全都被拒，并不是因为「时间旅行」论题不靠谱，而是这些文章都不是建立在爱因斯坦方程式，或者其他重要的物理原理上。

这篇论文不仅首次严肃严谨地论证了「时间旅行」，甚至给出一套「时间机器」的设计蓝本，成为此后无数科幻作品的时间机器模版。从此以后，基普·索恩让「时间旅行」成为科学界的一大显学。

近几年的科幻电影中,《星际穿越》中的虫洞、以及飞船穿越虫洞的一幕,让无数的影迷和科幻迷印象深刻,它如同宇宙空间中的一个色彩斑斓的旋涡、翻卷而来的巨浪、由内而外观望的球形玻璃罐,难以描述和比拟这一无与伦比的奇景。人类的飞船进入虫洞,3分钟左右的时间之后就抵达了宇宙的另一端,即便人类并未掌握光速、近光速的飞行速度,也实现了“星际旅行”。不过,《星际穿越》中的虫洞如同一个色彩斑斓、光华夺目的旋涡,而真实的虫洞是什么样的呢?

“虫洞”是一种理论上连接两个宇宙时空点的通道,往往被科学家、科幻小说作家等人描绘成一根狭窄的管道,“管道”的两端各连着一个广开大口的“引力井”。可是,虫洞究竟是什么样子,人类一直不得而知,更遗憾的是,“虫洞是否存在”这一问题都悬而未决,并无切实的证据证明虫洞的存在。从理论上来说,穿越虫洞的原理是这样的:在虫洞的一端,黑洞的强大引力将物质吸入其中;物质通过虫洞的“管道”抵达另一端的白洞,然后被白洞喷出——不过,科学家们从未找到白洞的踪影。即便如此,一名俄罗斯的物理学家以虫洞对光线和引力的影响为基础,提出了一种测绘虫洞形状的方法。

近日,俄罗斯人民友谊大学引力与宇宙学研究所副教授罗曼.科诺普利亚(Roman Konoplya)发表了一篇关于虫洞的论文,指出虫洞有一项可被间接观察到的性质,即虫洞附近的光线会发生“红移”(红移:随着光线远离某个天体,光波频率会逐渐的降低,向光谱上的红光部分偏移。),如果我们知道某个潜在虫洞周围光线的红移规律,就能通过引力波频率判断出这一虫洞的形状。

科诺普利亚进一步的介绍,分析潜在虫洞附近的红移现象有好几种方法,比如利用“引力透镜”(“引力透镜”效应是阿尔伯特.爱因斯坦的广义相对论中预言的一种现象,由于时空在大质量天体附近会发生畸变,使光线在大质量天体附近发生弯曲)。虫洞也可以算作一种“大型天体”,这种透镜现象可以通过虫洞对遥远恒星发出的微弱光线的影响进行测量。“要是我们运气爆棚，说不定可以是附近恒星发出的明亮光线。”科诺普利亚说。此外,还有一种测绘虫洞的方法:在虫洞吸引物质的过程中,测量虫洞附近的电磁辐射。

麻省理工学院物理学院讲师乔里恩.布鲁姆菲尔德(Jolyon Bloomfield)看过罗曼.科诺普利亚的论文,乔里恩说我们可以这样的理解罗曼的方法:击鼓时,我们可以通过鼓面振动产生的声波而推断出鼓的形状。“不同的声音频率对应着不同的振动模式。”布鲁姆菲尔德说。“这篇文章也想用类似的思路判断虫洞形状。假如我们能设法‘听到’虫洞振动频率的衰减规律，并达到足够的精确度，我们就能通过频谱和频率衰减速度推断出虫洞的形状。”

目前而言,虫洞仅存于理论之中,尚不能确定它是否真的存在,可是罗曼.科诺普利亚对自己的研究仍是信心满满。

小考题 : 你认为虫洞是否存在?人类要如何实现“星际旅行”?欢迎你留言讨论。

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虫洞就是折叠空间和时间的一个通道，它可以穿越时空的。