四維時空和蟲洞能穿越未來與過去

什麼是時空？

時空是愛因斯坦在廣義相對論中使用的坐標系。其中，時間被視作一個代表第四維度的可變量，與三維空間沒有任何區別。沒有人知道時空是否只是一個數學概念，還是在物理學上可行。探測時空結構的努力迄今尚未成功

蟲洞

廣義相對論是愛因斯坦對宇宙的描述。它提供了一個叫作時間-空間（簡稱時空）的坐標系，所有天體都位於這個系統中。時空經常被描述成一個延伸在整個宇宙中的連續結構。當你在時空中移動時，就是在時間和空間裡都移動。天體扭曲這一結構，儘管這種扭曲對我們來說幾乎不可見，它卻創造引力，使光線偏轉。

蟲洞是穿越時空的隧道。可以把它們視為在空間往復旅行時，能藉以避開長距離的捷徑。或許很多讀者都知道「蟲洞」，《來自星星的你》裡面的都教授就是通過蟲洞穿梭於宇宙之間。蟲洞這個名字，是由美國科學家約翰·惠勒在1957年的一篇文章裡首次提出的。其實，早在1935年，愛因斯坦及其同事南森·羅森就調查過這種可能性（所以蟲洞的正規名稱是愛因斯坦-羅森橋），而一名德國數學家在1925年就提出了這種可能性的存在。蟲洞看來是亞微觀（極細微）結構。它們看似有天然不穩定性。因此，就算亞微觀蟲洞正在持續形成，它們也可能在有什麼東西穿過它們之前就坍塌了。

時間很快就到了1988年。美國加州理工學院物理學家基普·索恩的研究發現，如果在蟲洞形成之際能給它引入某種合適的能量，蟲洞就可能被穩定和擴大，因此使得蟲洞旅行可行。但這裡有一個關鍵性的問題：這種合適的能量從何而來？科學家的回答是：它很可能不是我們已知的宇宙能量。

問題在於，這種能量必須能施加所謂的「負壓力」。為此，必須有某種能產生負引力的負能量或負質量。1997年，科學家發現宇宙正在加速膨脹。他們認為，這是由空間充滿的一種負能量導致的。他們稱之為「暗能量」。但蟲洞比暗能量還要怪異。儘管如此，科學家還是開始研究暗能量究竟會如何影響蟲洞。結果並不好，暗能量會遵循奇異的量子力學定律，這些定律適用於超細微結構。研究發現，暗能量的位置和動量都無法被準確界定，這會造成蟲洞「模糊」。也就是說，穿越蟲洞後你最終會止於何處、止於何時，都是不確定的。換句話說，你確實可以在時空中找到捷徑並且採用，卻不能掌控目的地或到達時間。不得不承認，蟲洞這個概念實際上很粗糙，在可以預見的未來它完全超越人類的技術能力，也就是純粹屬於科幻範疇。但是，另一個屬於科幻範疇的概念——曲速引擎又如何呢？

怎樣建造蟲洞

運用複雜的技術和一些暗能量，我們有可能創建蟲洞穿越時空

1 獲取負能量

第一步是找到一種負能量源，讓它抵消天然形成的蟲洞容易坍塌的趨勢。這種能量必須以某種方式儲存，從而克制它讓自己周圍時空膨脹的趨勢。這涉及高端技術，而且是否有合適的負能量存在也不能確保。

2 找到蟲洞

蟲洞有可能在宇宙中小規模地連續形成和消失。量子泡沫是通過超強力顯微鏡和粒子加速器看到的時空連續體，這是一種高度複雜的技術，或許能扼住一個超細微蟲洞的咽喉。

3 輕易搞定

一旦蟲洞被採用負能量穩定下來，一艘宇宙飛船就可被送入蟲洞，看它最終如何終結。如果它終止於無用之地或危險之地，那就順其自然，讓它逐漸消亡。如果蟲洞真的能形成一座時空橋，那就為它注入更多負能量。

4 空間捷徑

一旦蟲洞變得足夠大，它就可被用作空間捷徑。有一種可能性，就是把蟲洞入口和出口搬到更好的地方。所需的只是某種類型的空間拖船（也稱軌道間飛船或星際交通船），它利用負能量的反引力，把蟲洞的開口「推到」更有利的位置。

5 宇宙高速路

最終，一個蟲洞網絡將跨越銀河系，延伸到更遠處，如果真的存在其他宇宙，它甚至能延伸到其他宇宙。因為蟲洞是穿越時空的捷徑，它們也可能被用作時間機器。但在蟲洞被創製以前，你根本不要指望能回到從前。