在宇宙深空定位蟲洞是一件很棘手的事,但這方面已有多種理念。
有可能從照亮整個通道的蟲洞一端,看見另一端的恆星。俄羅斯物理學家亞歷山大·夏茨基的計算表明,讓蟲洞開啟所需的負能量,會把來自蟲洞邊緣的光線推動、聚合成蟲洞邊緣的一圈光暈。夏茨基暗示,蟲洞另一側發生的伽馬射線暴,可能會暴露蟲洞的存在。科學家將可能看見一次伽馬射線暴,但無法識別究竟是哪個星系所產生的。
另一種思路是,蟲洞的開口可能會在我們於一顆恆星前方的觀測視線中飄浮。首先,蟲洞的強大引力場會通過引力透鏡過程增強恆星的星光。接著,隨著恆星星光向下進入蟲洞,恆星會變暗。最後,隨著蟲洞離開恆星,星光在另一次引力透鏡效應中再度達到最亮。這會成為蟲洞的可識別標誌。
或許,識別蟲洞的最重要含義是:外星人或許真的存在。一個大得足以被看見的蟲洞之所以被看見,真正原因可能是某些高度發達的外星人在操控它。
曲速引擎
1994年,墨西哥物理學家米格爾·埃爾古比爾一夜成名,因為他證明了曲速引擎的建造至少在理論上是可行的。他破解了愛因斯坦的系列方程式,精確證明:可以讓一艘飛船想好快就好快地在時空泡泡上衝浪。但問題是,這也得依賴某種類型的負能量來扭曲空間,提供反引力,推動飛船往返。
在位於德克薩斯州休斯頓的美國宇航局詹森太空中心,一個科學家和工程師團隊就職於「高端推進物理實驗室」。在工程師兼物理學家哈羅德·懷特率領下,他們進行一系列實驗。有人聲稱,這些實驗顯示了出人預料的性質,可能被用於未來的太空飛行。2014年,這個團隊登上媒體頭條,也遭來一些非議,因為他們發表的研究結果暗示:一種「不可能的」推進系統其實有可能行得通。
這種原本被稱為「特快推進」的系統,是由英國工程師羅傑·索耶提出的。他相信,在適合的條件下,被引入一個錐形模腔的微波能產生一種推進力。一些科學家猛烈抨擊索耶的理論,稱它違反物理學的一個基本定律——能量守恆。然而,也有一些科學家團隊(包括懷特團隊)對測試索耶理論有一定興趣。美國宇航局拒絕記者對懷特的採訪申請,但該局在一份聲明中表示:「儘管詹森太空中心一個團隊的超光速理論研究成為頭條新聞,但這屬於一種概念性調查。」換句話說,打好行囊、準備深空旅行其實為期還遠。
有可能會使得深空旅行成為可能的進展,也許並不一定會來自實驗。超越愛因斯坦廣義相對論的引力理論新延伸,或許向我們顯示了怎樣突破光速限制。根據現有理論,我們應該無法打破光速限制。但一些科學家相信,現有的光速理論有缺陷,該理論並非是堅不可摧的。倫敦帝國大學的物理學家若昂·馬奎荷一直致力於研發一種全新的引力理論,它適用於引力變得極強的情況,例如在黑洞附近或接近大爆炸(宇宙誕生)時刻的狀況。這兩者都是廣義相對論崩潰之地。馬奎荷提出的一種假說是,在大爆炸之後的時刻,光速比地球上見到的光速高得多。除了能解釋一系列令人困惑的宇宙學觀測結果之外,馬奎荷的這一假說還能打開深空旅行的高速通道。
這之所以成為一種可能性,是因為許多有關早期宇宙的理論都預測了一種叫作「宇宙弦」的現象。這些弦是大爆炸的剩餘,至今未被直接觀察到。作為時空中的「摺痕」或「皺紋」,宇宙弦其實是太空中略微有差異地區之間的邊界。它們很像晶體中可能出現的瑕疵。重要的是,它們的規模很大,光速在靠近它們的地方很可能會增加,並且會沿著弦的直徑一直保持高速。從理論上說,飛船完全可以沿著宇宙弦飛行,把宇宙弦作為通往其他恆星的一條深空高速路。其中的美妙在於,你無須打破光速限制,只需某種強力引擎來加速飛船。
然而,如此激動人心的技術要變成現實的話,還需要很漫長的時間。馬奎荷甚至不願意預測這種可能性是否真的存在。實際上,科學界一致認為,深空旅行目前只能停留在科幻理念中。
什麼是負能量?
負能量是一種能產生反引力的假想物質。它與另一種假想物質——奇異物質有關,而它們的特性迄今未能在實驗室中觀測到。無人知道這些物質是真的存在,還是只是數學上的可能性。
曲速引擎 太空衝浪
廣義相對論讓超光速太空飛行看似不可能。但時空本身並不受廣義相對論限制。曲速引擎能夠扭曲宇宙結構,使時空在飛船前方壓縮,在飛船後方膨脹。如此一來,飛船就能憑藉這種運動「衝浪」——以超光速飛行,同時讓自己在曲速泡(未被改變的正常時空)內部的小小時空中保持基本靜止。這如果能實現,絕對堪稱美妙。
1 假想中存在的負能量,可讓飛船背後的時空劇烈膨脹。
2 在飛船前方,常規能量會創造一個強有力的壓縮區域。
3 飛船在一個相對平坦的時空(曲速泡)中「衝浪」。
4 宇宙結構的扭曲程度,決定著飛船「衝浪」的速度。