虫洞在理论上存在吗（高能量能产生虫洞吗）

这是一则我在头条问答的解答，链接在：

mp.toutiao/profile_v4/wenda/answer?qid=6447305042377572621&group_id=6461889453005734157&enter_from=&category_name=article_manage&stick_id=6461889453005734157

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宇宙空间是如此广袤，一束光从地球出发到最近的恒星也需要几年的时间，而目前人类发明的最快的飞行器的速度仅仅为光速的1/5000。如果没有大的科学理论和技术的突破，人类是永远不可能去别的恒星系的。想进行星际旅行的人，就必须构想出宇宙中可能存在一种叫虫洞的通道，希望可以通过它跨越宇宙空间走捷径，认为透过虫洞可以做到瞬时的空间转移，甚至可以做科幻情节中才有的时间旅行。

未知的自然现象

据物理学研究者卢昌海的说法，虫洞这一概念，出自美国物理学家Wheeler。在20世纪50年代，Wheeler 展开了对 “几何动力学” 的研究。 这一研究希望将物理学完成几何化。为此，Wheeler 引进了物理空间的多连通结构的拓扑概念， 这就是虫洞的模型。 1957 年，Wheeler 与 Misner 发表了一篇论文，他们在文章中表示， 拓扑学家们会把他们提出的结构称为 “多连通空间” (multiply-connected space)， 但物理学家们也许可以将之更生动地命名为虫洞。 Wheeler 还提出了有关时空结构的量子涨落 （quantum fluctuation)）的想法。按照这种想法， 时空本身也像其它物理体系一样， 在小尺度上会出现量子涨落。 在极端的情形下， 比如当尺度小于所谓的 “普朗克长度” (Planck length) 时， 量子涨落将会变得如此巨大， 就连时空的拓扑结构都有可能被改变， 甚至有可能裂成碎片， 出现所谓的 “时空泡沫” (spacetime foam)。 如果作个比喻的话， 那么时空就像海面，从大尺度上看平滑如镜， 随着尺度的缩小渐渐显出起伏， 当尺度小到一定程度时， 则可以看到汹涌的波涛乃至飞散的泡沫。 他们认为，时空结构的这种量子涨落，可以成为虫洞出现的温床。之后，物理学家 Thorne 和 Morris试图研究出一种可能性的存在，即可作为星际旅行通道的特殊的虫洞，也就是“可穿越虫洞”（traversable wormhole）。

卢昌海

迄今为止，全世界的科学家们还没有观察到虫洞存在的任何证据。至于如何产生一个虫洞，目前还没有成熟的科学理论可以解答。高能量能不能产生虫洞，我们还不知道。我们甚至不知道自然界是不是真的允许产生一个虫洞。迄今为止，虫洞只是一个数学模型，一个数学方程的解而已。但数学的解可以有很多个，不是所有的解都可以实现。有理论认为，可以用量子起伏的特性去制造虫洞，但具体如何去做，我们依然是一无所知。在假设虫洞已经存在的情况下，关于如何用人工手段去扩大和稳定虫洞通道，以使得航天器足以安全通过，有一些比较有趣的科学幻想，有人提出，可以用反物质去支撑虫洞的稳定性，但自然界是没有反物质，实验室可以制造出极少量的反物质，但成本很高昂，不是人类社会可以承担的。而一个可以满足安全通过条件的虫洞的半径，将至少达到太阳系的半径（太阳系的半径为0.5光年），这所需消耗的反物质的量是不可能制造出来的。

最后我强调一下：虫洞学说不是科学理论，只是科学假说。

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附录：

《宇宙中的暗物质就是灵魂吗？》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i6794985309135176195/?group_id=6794985309135176195

节选：

那么，暗物质到底是些什么类型的特殊材料呢？

1977年，美国的物理学家提出了一个“轴子”的概念。质子、中子、光子，都是已经知道的亚原子粒子，而轴子也是一种粒子，和它们并列，但是物理属性不一样。物理学家认为，轴子的起源是宇宙大爆炸初期，宇宙的奇点刚刚爆发后不久，这些轴子物质就已经大量存在于宇宙空间了。也就是说，宇宙大爆炸是137亿年前发生的事件，而暗物质身份的候选人轴子，在137亿年前就已经广泛存在了。这是一个假设，关于暗物质身份的科学假设。现在科学界认为寻找轴子是非常有希望的，如果真的找到了，那就是21世纪科学的重大突破。

除了轴子这种古老的粒子，中微子也是暗物质的候选人。日本神冈弄了一个装置，就是为了捕捉中微子。过去，认为中微子没有质量，现在发现它们也有质量，就是非常小。但是，质量再小，如果数量多的话，加起来也非常可观。所以，有一部分科学家就专门研究中微子，希望尽可能多观测到它们，确定它们的总质量。不过，就目前来看，中微子的可能性还不算很大，计算得到的总质量还远远不够。这可能是由于科学仪器不够先进和灵敏。中微子的穿透能力太强，可以轻轻松松地穿越地球，但是地球上的生物却对此一无所知。所以，捕捉中微子是非常困难的事情。

对暗物质的艺术构想图

总而言之，科学界是存承认暗物质存在的，暗物质是一个严肃的科学概念，非常多的宇宙学家都在研究它们。

《黑洞的体积可以无限小吗？》

节选：

通常情况下，黑洞的体积指的是黑洞视界以内的体积，而黑洞的视界的半径和它的质量成正比，所以只有在黑洞的质量为无限小的情况下它的体积才可以无限小，但是由于霍金辐射的存在，无限小质量黑洞的寿命就是无限短，也就是不可能存在，因此就不可能有无限小视界半径的黑洞存在，当然就没有无限小体积的黑洞存在。

但是，如果黑洞的“体积”指的是黑洞中心的奇点，那么在广义相对论里面，奇点的体积的确是无限小，但是这又违反量子力学，因为量子力学不允许有限的物质存在于无限小的体积内，其原因就是海森堡不确定性原理。

《黑洞能不能折断孙悟空的金箍棒？》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i6909603183866249731/?group_id=6909603183866249731

节选：

太上老君就说，让我给你科普一下知识吧：

“一根绳子是由很多原子组成的，而这些原子之所以会结合形成不会断的绳子，是因为互相之间有电磁力的结合。带电粒子间的电磁相互作用，是通过交换光子而实现的。

老君我之前用了一根拿中子组合成的绳子，而中子是由夸克组成的，具体来说，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。但光有夸克，中子是不能形成的，还需要一个叫做胶子的东西做粘合剂。没有胶子，夸克无法组合为中子。

胶子是什么？胶子是传递夸克之间强相互作用（强核力）的粒子，又叫做规范玻色子。

现在有一个中子，我们观察它，会发现在这个中子里面，胶子在从一个夸克运动到另一个夸克，这样就交换了强核力，中子才能被强行组合在一起。

胶子在夸克之间传递强核力

当中子进入黑洞之后，中子里面的夸克将受到一股力量，这股力量企图强行将夸克和夸克分离开来。于是，其中一个夸克会比另一个夸克更接近黑洞中心的奇点，而另一个则会离得更远。为了维系住中子的稳定，胶子就开始全功率的启动，拼命的从一个夸克运动到另外一个夸克，这样才能传递强核力，有了强核力，中子才能存在。

但是，任何物质一旦进入黑洞的视界，包括光子、夸克在内，将全部向奇点处运动。这样，胶子的移动路径就被强行改变，不再从一个夸克移动到另一个夸克，也就打破了强核力。中子失去了夸克之间强相互作用，这个中子也就崩溃了。

理论上说，任何原子、中子，一旦进入黑洞，即使不被潮汐力撕扯碎，也会自然的崩溃分解。有了电磁力和强核力，物质才能稳定存在。而光子和胶子的运动路径都被强行改变，不再具有形成电磁力和强核力的作用。当电磁力和强核力不复存在的时候，缺乏正常力传递的物质也就立即崩溃了。在黑洞面前，宇宙中任何物质都由于失去力的正常传递而崩溃。它们将一路向着奇点的方向狂奔，最终成为奇点的一部分。

一切物质进入黑洞后都会落入奇点

假设金箍棒不会断，组成金箍棒的粒子其冲向奇点的作用，会把你整个都拉进黑洞。”

孙悟空听了太上老君的一席话，沉默了半晌，道：“还是老君你懂得多啊。脚踏实地学点科学知识多好呐。不像如来大舅哥，整天在灵山装......什么大智慧。”

《被黑洞吸走的东西去哪里了呢？》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i6664125454267449864/?group_id=6664125454267449864

节选：

由于时空越来越被弯曲，老陈会发现，这个小C的动作越来越慢，好像是放映电影的慢镜头。而且，小C的飞船在视线里看起来越来越红。这是因为，由于黑洞的万有引力极大，使得时间的流速越来越慢，光的频率越来低，导致了颜色越来越红。

到了最后，小C的飞船就像凝固了一样，静止在黑洞视界以外。而红色也看不见了。这是因为，光的频率已经降低到了0，而频率越低，光的能量越低。频率为0，则没有光可以逃出来。老陈一看，得勒，小C这小子走上了不归路，是回不来了。于是，他调转方向回返地球。

《佛教不必碰瓷科学，黑洞照片与须弥山无关》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i6692763872786383372/?group_id=6692763872786383372

节选：

那么，须弥山是否就是黑洞呢？

众所周知，黑洞是引力极大的特殊天体，黑洞视界内的光线完全无法逸出，因此，黑洞本身是不反射光线的。须弥山却是反射光线的，（须弥山王北胁天金照北方天下；须弥山王东胁天银照东方天下；须弥山王西胁天水精照西方天下；须弥山王南胁天琉璃照南方天下。《大楼炭经》卷一）

黑洞的密度极大，不可能有生命，而须弥山上居然处处鸟语花香，林果池沼，城池遍布，房屋建筑，生活着各种生物。（见《起世经》、《起世因本经》等）

黑洞是由恒星坍塌形成的，须弥山是大风吹海水，吹出来的泡沫凝固成的。（以何因缘有须弥山？有乱风起，吹此水沫造须弥山，高六十万八千由旬，纵广八万四千由旬，四宝所成，金、银、水精、琉璃。《长阿含经》卷二十一）

《张双南认为黑洞“没有奇点”，如证实必获诺贝尔物理学奖》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i7022044363630903840/?group_id=7022044363630903840

节选：

张双南研究员曾经在一个采访中说道：

“我们的计算仍然是基于广义相对论做的，但是和以往的所有计算都不同，我们考虑了落向黑洞的物质的质量对黑洞的度规的影响，做了完全自洽的动态度规的计算。我们的计算发现，即使对于外部观测者，物质可以顺利进入黑洞，所以宇宙中可以很自然地形成黑洞！但是我们计算的另外一个结果则更加令人吃惊：

进入黑洞的物质在外部观测者有限的时间内不会到达中心，因此物质在黑洞内部处于分布状态，物质的分布情况完全取决于物质落入黑洞的历史，但是中心处空空如也，也就是黑洞中心没有奇点！”

黑洞的“奇点”假设

简单地讲，他认为，爱因斯坦否认黑洞，但黑洞确实是存在于宇宙中的，但其内部与传统理论学说不一样，因为它是没有奇点的。这和爱因斯坦的计算结果有点不一样。按照张双南的理论计算，物质进入黑洞的视界之后，并不是坠入“奇点”——因为奇点并不存在——而是按照一定的自然规律分布在视界内部。而黑洞在接受了来自外界的物质之后，它的视界就会逐渐地扩大边界范围，这样就解决了“冻结星悖论”难题。物质并不是没有进入黑洞，而是在被扩大的视界“冻结”住了。它们就在那里，已经在黑洞内部。

张双南研究员还举出了一个例子，那就是一个很流行的理论，这个理论认为我们的宇宙确实就是一个巨大的黑洞。如果这个理论成立的话，既然宇宙中有时间和空间，那么黑洞也是一样的，也有时间和空间。现在大家都知道，宇宙是没有所谓的中心位置的，你是找不到宇宙的“奇点”的，那么黑洞也就没有“奇点”了。他指出，我们还不知道这个说法是不是正确，但是他和他的学生经过对黑洞性质的精密数学计算，认为“物质进入黑洞之后不可能到达中心奇点那个地方，必须停在黑洞里面靠近黑洞视界的地方，所以在两个黑洞并合瞬间，两黑洞视界交界处引力中和那个地方，被黑洞吞掉的物质是有机会逃逸出来的。”而这就挑战了霍金的“霍金辐射”理论，因为该理论认为黑洞只能通过虚粒子降低质量。

霍金

张双南在访问国外做学术交流的时候，将这些新理论公开拿出来，结果国际上的不少同行都表示支持。虽然目前还没有外国物理学家具体计算过这个过程以及对应的可能观测现象，但他们纷纷表示，这样的计算是非常必要的，而且今后可能通过天文观测进行检验。就像当年爱丁顿爵士组织了观测，于是爱因斯坦的相对论被确认为有效的科学理论。一旦在观测中检验证实了张双南的理论，那他获得诺贝尔奖是肯定没有问题的。毕竟这是对爱因斯坦、霍金理论的一次重大修正。

《宇宙可以看成是一个黑洞？宇宙的逃逸速度是多少？》

作者：怀疑探索者

链接：

toutiao/i6599591318584820231/?group_id=6599591318584820231

节选：

地面上的某一个人，向天空一次次奋力抛出一块石头，不管每次使出多大的劲，最后总能重新落下来，机缘巧合下，就把小C的天灵盖“啪”的砸了一个大包（这里面没有阴谋论）。小C就特别生气，整了牛顿一抽屉的黑材料，叫嚷着要到法院起诉牛顿，说牛顿发明了万有引力，真是害人不浅啊。

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