有兴趣穿越虫洞，穿越时空的终极秘籍吗？也许你想毫不费力地在整个宇宙中从一个恒星系统跳到另一个恒星系统？但首先，你最好确保你的虫洞是可穿越的。
葡萄牙阿威罗大学的物理学家若昂·罗萨 (João Rosa) 告诉 Live Science 说：“任何试图穿越虫洞的旅行者如果不满足这一点，都会在隧道坍塌时被压在里面。”
罗莎试图虚拟地“建造”一个稳定的、可穿越的虫洞，一个可以安全穿越的虫洞，而理论上的通道不会坍塌或困住它的居住者。他最近发现这确实是可能的，但前提是我们调整我们对引力的理解。
可穿越性问题
虫洞看似很容易建造——在纸上。你从引力理论开始。在爱因斯坦的广义相对论中，引力定义了物质与能量、空间与时间之间的关系。建造虫洞的诀窍是找到一种物质和能量的配置，让你可以形成一条隧道——在虫洞研究中通常称为“喉咙”——连接空间中两个遥远的点。
原则上，喉咙可长可短，但当喉咙远短于两点之间的正常距离时，会出现更有趣的虫洞，从而使虫洞成为方便的捷径。哦，虫洞也可以充当时间机器，根据它们的构造方式将您带入未来或过去。
几十年来，这种异想天开的捷径的想法吸引了科学家和科幻作家的想象力。
“访问其他恒星（甚至其他星系）的可能性，可能发现外星文明，重温过去或不必等待未来的可能性长期以来一直是人类想象和幻想的一部分，而虫洞为这两个问题提供（相对）简单和统一的解决方案，”罗莎在一封电子邮件中告诉 Live Science。
但是，基于广义相对论制定的标准建造的虫洞存在一个主要问题：它们实际上是不可穿越的。广义相对论虫洞的入口隐藏在事件视界后面，这是太空中的单向障碍。也就是说，如果你进入虫洞，你就永远无法离开，这将达不到目的。
另一个问题是它们非常不稳定。即使是单个光子或光粒子进入喉咙的那一刻，整个虫洞都会在光包逃逸之前灾难性地坍塌。
新的重力
为了解决广义相对论中的这些问题并稳定虫洞，宇宙旅行者必须用一种令人难以置信的奇特成分（一种具有负能量或负质量的物质形式）塑造虫洞。负质量（也称为外来物质）正是它听起来的样子：如果某物的重量为负 10 磅，则它的质量为负。科学家们没有在宇宙的任何地方观察到负质量。负能量更容易获得，这只是特定位置的能量相对于其周围环境为负的一种情况，但这只能在微观量子尺度上实现。
“这种物质的存在是必不可少的，因为它可以防止虫洞的喉咙塌陷在旅行者身上，但它也存在问题，”罗莎解释说。“它呈现出负的平均能量密度，这是宇宙中极其罕见的物质特征，只能在非常特定的情况下在量子水平上观察到。”
由于这种物质非常罕见，在我们的宇宙中用这种奇异物质建造一个完整的虫洞似乎是不可能的。
但是所有关于虫洞的讨论都是基于广义相对论的。虽然引力理论在上个世纪的每一次观察和实验测试中都幸存下来，但我们知道广义相对论并不是引力的最终定论。相对论无法描述黑洞的中心、宇宙的最早时刻以及自身与量子物理学之间的联系。
因此，也许一种新的、改进的引力理论将允许虫洞存在。
旅行
这正是 Rosa 在 7 月 29 日在线发表在预印本期刊arXiv 上的一篇新论文中所调查的内容，这意味着该研究尚未得到该领域同行的审查。
罗莎采用了一种经过调整的重力形式，称为广义混合公制-帕拉蒂尼重力。这种引力理论建立在广义相对论之上，但允许物质与能量、空间与时间之间的关系具有更大的灵活性。
早期的研究发现，在这种修正的引力理论中，可穿越的虫洞是可能的，但它们仍然需要虫洞喉咙外的负能量。罗莎发现，通过用普通物质的双层薄壳将虫洞的入口分层，虫洞变得可以在没有任何负能量的情况下穿越。
罗莎解释说：“如果改变引力，这些保证虫洞可穿越性所需的引力效应就会自然发生，并且不再需要外来物质（具有负质量的物质）来达到这个目的。”
接下来是什么？罗莎想测试这个特殊的修正引力理论。“这只是朝着最终目标迈出的一小步：现在必须使用实验数据和观测（例如引力波和银河系中心附近恒星的轨迹）来测试和（希望）确认这些理论的有效性， “罗莎写道。
虽然广义相对论到目前为止已经解释了所有引力测量（包括引力波和黑洞附近），但故事还没有结束。未来的观测可能会在这个古老的理论中找到一个裂缝，如果广义混合公制帕拉蒂尼引力能更好地解释宇宙观测，那么为旅行而制造的虫洞可能是可能的。
但问题不会就此结束。虫洞也可以作为时间机器，所以一个可行的虫洞解决方案意味着时间旅行是可能的；当然，这会引发各种难题（例如所谓的“祖父悖论”和因果关系问题）。确定存在可穿越的虫洞不仅会让我们的科幻梦想成真，还会彻底颠覆我们对物理学的理解。
