去年熱映的美國科幻電影《星際穿越》,讓「時空旅行」和「蟲洞」等一些看似遙不可及的科學術語,成了普通人津津樂道的熱門話題。日前,義大利的裡雅斯特(的裡雅斯特為義大利地名)國際高等研究院在《物理年鑑》上刊發論文稱,利用最新的理論和論據進行研究時可以假設,我們所處的銀河系可能是一個巨大的「蟲洞」。
「蟲洞」的概念最早於1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出,並於上世紀30年代由愛因斯坦及納森·羅森加以完善,因此,「蟲洞」又被稱作「愛因斯坦—羅森橋」。一般情況下,人們口中的「蟲洞」是「時空蟲洞」的簡稱,它被認為是宇宙中可能存在的「捷徑」,物體通過這條捷徑可以在瞬間進行時空轉移。但愛因斯坦本人並不認為「蟲洞」是客觀存在的,所以,「蟲洞」在後來的幾十年中,都被認為只是個「數學伎倆」。
1963年,紐西蘭數學家羅伊·克爾提出假設,使得「蟲洞」的存在重新獲得了理論支持。和人類一樣,恆星也會經歷生老病死的過程,克爾認為,如果恆星在接近死亡時能夠保持旋轉,就會形成我們在電影中看到的「動態黑洞」。當我們像電影中那樣沿著旋轉軸心將物體發射進入後,若是能夠突破黑洞中心的重力場極限,就會進入所謂的「鏡像宇宙」。《星際穿越》中的太空人庫珀在黑洞中所處的「超維度」空間,其實就可以被看作是對「鏡像宇宙」的一種解讀。從宇宙進入「鏡像宇宙」,本身就是一次「時空穿越」。
「銀河系蟲洞說」源自在暗物質研究上取得的突破。暗物質是指不與電磁力產生作用、無法通過電磁波的觀測進行研究的物質。與「蟲洞」不同的是,人們已經通過引力效應證實了宇宙中有大量暗物質存在。的裡雅斯特國際高等研究院課題組在2013年繪製了一份非常詳細的銀河系暗物質分布圖,將其與最新研究得出的宇宙大爆炸模型結合後,發現銀河系中不僅具備存在「蟲洞」的條件,甚至整個銀河系都可能是個巨大的「蟲洞」。
按照義大利天體物理學家保羅·薩魯奇等人建立的理論模型來看,這樣的假設確實有可能得到證實,而其更大的意義在於,它將促使科學家對暗物質研究進行「更為準確的重新思考」:暗物質是否就是「另一個維度」的存在?或者,它本身就是一個星際交通的運輸系統?
「蟲洞說」目前仍是一種假設,但科學的進步離不開大膽的假設。人們一度認為物質的最小組成單位是原子,後來又發現了中子和質子。同樣,長久以來,人類也曾認為宇宙是由物質構成的,但暗物質的存在推翻了這一結論。科學假設的意義,就在於擺脫現有束縛,通過不斷地自我否定和懷疑,推進人類對宇宙的了解和自身的進步。正如薩魯奇所言:「在任何情況下,我們都需要問自己,那到底是什麼?」
《 人民日報 》( 2015年03月20日 22 版)