蟲洞效應(yīng)
蟲洞的出現(xiàn)，幾乎何以說是和黑洞同時(shí)的。
在史瓦西發(fā)現(xiàn)了史瓦西黑洞以后，理論物理學(xué)家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進(jìn)行了幾乎半個(gè)世紀(jì)的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及后來的紐曼解，都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這里將介紹給大家的蟲洞，也是史瓦西的后代。
蟲洞在史瓦西解中第一次出現(xiàn)，是當(dāng)物理學(xué)家們想到了白洞的時(shí)候。他們通過一個(gè)愛因斯坦的思想實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)時(shí)空可以不是平坦的，而是彎曲的。在這種情況下，我們會(huì)十分的發(fā)現(xiàn)，如果恒星形成了黑洞，那么時(shí)空在史瓦西半徑，也就是視界的地方是與原來的時(shí)空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時(shí)空中，這種結(jié)構(gòu)就以為著黑洞的視界內(nèi)的部分會(huì)與宇宙的另一個(gè)部分相結(jié)合，然后在那里產(chǎn)生一個(gè)洞。這個(gè)洞可以是黑洞，也可以是白洞。而這個(gè)彎曲的視界，叫史瓦西喉，也就是一種特定的蟲洞。
自從在史瓦西解中發(fā)現(xiàn)了蟲洞，物理學(xué)家們就開始對蟲洞的性質(zhì)感到好奇。
我們先來看一個(gè)蟲洞的經(jīng)典作用：連接黑洞和白洞，成為一個(gè)愛因斯坦——羅森橋，將物質(zhì)在黑洞的奇點(diǎn)處被完全瓦解為基本粒子，然后通過這個(gè)蟲洞（即愛因斯坦——羅森橋）被傳送到這個(gè)白洞的所在，并且被輻射出去。
當(dāng)然，前面說的僅僅是蟲洞作為一個(gè)黑洞和白洞之間傳送物質(zhì)的道路，但是蟲洞的作用遠(yuǎn)不只如此。
黑洞和黑洞之間也可以通過蟲洞連接，當(dāng)然，這種連接無論是如何的將強(qiáng)，它還是僅僅是一個(gè)連通的“宇宙監(jiān)獄”。
蟲洞不僅可以作為一個(gè)連接洞的工具，它還開宇宙的正常時(shí)空中出現(xiàn)，成為一個(gè)突然出現(xiàn)在宇宙中的超空間管道。
蟲洞沒有視界，踏有的僅僅是一個(gè)和外界的分解面。蟲洞通過這個(gè)分解面和超空間連接，但是在這里時(shí)空曲率不是無限大。就好比在一個(gè)在平面中一條曲線和另一條曲線相切，在蟲洞的問題中，它就好比是一個(gè)四維管道和一個(gè)三維的空間相切，在這里時(shí)空曲率不是無限大。因而我們現(xiàn)在可以安全地通過蟲洞，而不被巨大的引力所摧毀。
那么蟲洞都有些什么性質(zhì)呢？
利用相對論在不考慮一些量子效應(yīng)和除引力以外的任何能量的時(shí)候，我們得到了一些十分簡單、基本的關(guān)于蟲洞的描述。這些描述十分重要，但是由于我們研究的重要是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性質(zhì)，而對于一些相關(guān)的理論以及這些理論的描述，這里先不涉及。
蟲洞有些什么性質(zhì)呢？最主要的一個(gè)，是相對論中描述的，用來作為宇宙中的告訴火車。但是，蟲洞的第二個(gè)重要的性質(zhì)，也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們：蟲洞不可能成為一個(gè)宇宙的告訴火車。蟲洞的存在，依賴于一種奇異的性質(zhì)和物質(zhì)，而這種奇異的性質(zhì)，就是負(fù)能量。只有負(fù)能量才可以維持蟲洞的存在，保持蟲洞與外界時(shí)空的分解面持續(xù)打開。當(dāng)然，狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來分析物理問題。同樣的，負(fù)能量在狄拉克的另一個(gè)參照系中，是非常容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槟芰康谋憩F(xiàn)形式和觀測物體的速度有關(guān)。這個(gè)結(jié)論在膜規(guī)范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據(jù)參照系的不同，負(fù)能量是十分容易實(shí)現(xiàn)的。在物體以近光速接近蟲洞的時(shí)候，在蟲洞的周圍的能量自然就成為了負(fù)的。因而以接近光速的速度可以進(jìn)入蟲洞，而速度離光速太大，那么物體是無論如何也不可能進(jìn)入蟲洞的。這個(gè)也就是蟲洞的特殊性質(zhì)之一。
但是蟲洞并沒有這么太平。前面說的是在安靜的相對論中的蟲洞，在暴躁的量子理論中，蟲洞的性質(zhì)又有了十分重要的變化。
我們想先來看在黑洞中的蟲洞，也就是史瓦西喉和奇點(diǎn)周圍形成的子宇宙。
黑洞周圍的量子真空漲落在黑洞巨大引力的作用下，會(huì)被黑洞的引力能“喂”大，成為十分的能量輻射。這種能量會(huì)毫不留情地將一切形式的蟲洞摧毀。
在沒有黑洞包圍的蟲洞中，由于同樣的沒有黑洞巨大引力的“喂養(yǎng)”，蟲洞本身也不可能開啟太久。蟲洞有很大幾率被隨機(jī)打開，但是有更大的幾率突然消失。蟲洞打開的時(shí)間十分短，僅僅是幾個(gè)普朗克時(shí)間。在如此短的“壽命”中，即使是光也不可能走完蟲洞的一半旅途，而在半路由于蟲洞的消失而在整個(gè)時(shí)空中消失，成為真正的四維時(shí)空組旅行者。
而且，在沒有物體通過蟲洞的時(shí)候，蟲洞還比較“長壽”，而一旦有物體進(jìn)入了蟲洞，如果這個(gè)物體是負(fù)能量的，那么還好，蟲洞會(huì)被撐開；但是如果物體是正能量的，那么蟲洞會(huì)在自己“自然死亡”以前就“滅亡”掉。而在宇宙中，幾乎無時(shí)無刻不存在能量輻射通過宇宙的每一個(gè)角落，而這些輻射都是正能量的，因此幾乎可以肯定，在自然情況下是不存在蟲洞的。
那么蟲洞是如何產(chǎn)生的呢？
蟲洞的自然產(chǎn)生機(jī)制有兩種：
其一，是黑洞的強(qiáng)大引力能；
其二，是克爾黑洞的快速旋轉(zhuǎn)，其倫斯——梯林效應(yīng)將黑洞周圍的能層中的時(shí)空撕開一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉(zhuǎn)能的作用下被擊穿，成為一些十分小的蟲洞。這些蟲洞在黑洞引力能的作用下，可以確定它們的出口在那里，但是現(xiàn)在還不可能完全完成，因?yàn)榱孔永碚摵拖鄬φ撨€沒有完全結(jié)合。
