科学家新发现：虫洞或成时空穿越捷径！
科学家新发现：虫洞或成时空穿越捷径！
近日，上海交通大学物理与天文学院研究团队在虫洞研究领域取得重大突破。他们通过耦合Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型，发现了可穿越虫洞存在的参数条件，并通过数值计算验证了这一理论预测。这一发现不仅为虫洞的稳定性提供了新的理论支持，也为未来实现时空穿越带来了新的希望。
什么是虫洞？
虫洞，这个充满科幻色彩的名词，最早可以追溯到爱因斯坦的广义相对论。在三维视角下，1+1维虫洞可以由双曲面表示，这对应二维反德西特（AdS2）时空的结构。如果信息可以从虫洞的两端双向穿越，那么这样的虫洞被称为可穿越的，而这样的构型常常会违反已知的物理定律。
虫洞的概念最早由物理学家约翰·惠勒在1957年提出，他将其描述为连接两个不同时空区域的“桥梁”。在数学上，虫洞是爱因斯坦场方程的一个解，它允许物质和信息在两个遥远的时空点之间瞬间转移。然而，这种“时空捷径”在现实中是否真的存在，一直是物理学界争论的焦点。
虫洞研究的新突破
上海交通大学Antonio M. Garcia-Garcia教授课题组的最新研究，为虫洞的存在提供了新的理论支持。研究团队基于耦合SYK模型，通过数值计算发现了两类特殊解：一类对应局域时空不连通的黑洞解，另一类则对应可穿越虫洞解。
研究发现，在q＜2r的情况下，所有算例都发现了两类特殊解：第一类解的基态和第一激发态的能隙大小与耦合强度线性相关，符合经典的微扰论，同时对应局域时空不连通的黑洞解；另一类解的能隙和耦合强度呈反常的幂律关系，对应可穿越虫洞解，而这种现象可以被解释为虫洞的隧穿效应增强了能隙。在热力学相图上，两类解通过一阶相变关联。
这一发现的重要性在于，它首次在理论上证明了虫洞可以是稳定的。此前，大多数理论预测认为，虫洞会因为引力坍缩而迅速闭合，无法实现实际的时空穿越。而上海交大的研究则表明，在特定条件下，虫洞可以保持开放状态，为物质和信息的穿越提供可能。
专家观点：虫洞是高等文明的杰作？
诺贝尔物理学奖得主、理论物理学家基普·索恩提出了一个更具争议性的观点：虫洞可能并非自然形成，而是高等文明的科技产物。这一观点虽然缺乏直接证据，但却引发了科学界的广泛讨论。
索恩认为，维持虫洞所需的负能量物质在自然条件下几乎不可能产生。然而，如果存在远超人类的高等文明，他们可能掌握了操控时空结构的技术，能够创造和维持虫洞的开放状态。这一假设虽然带有科幻色彩，但却反映了科学探索的开放性思维。
作为引力波物理学领域的先驱，索恩的观点并非空穴来风。他认为，具备足够先进科技力量的生命体或许能够找到解决办法，创造和维持虫洞。这一想法提出了物理学界对于虫洞与宇宙的重要探讨，尽管当前尚无实验证据支持，但它推动了对于宇宙学领域的深入研究。
未来展望：时空穿越的梦想能否成真？
上海交大的研究为虫洞的稳定性提供了新的理论支持，但要实现真正的时空穿越，我们还有很长的路要走。目前，虫洞研究仍处于理论阶段，实验验证和实际应用面临巨大的技术挑战。
然而，科学的进步往往超出我们的想象。正如基普·索恩所说：“到2030年代或2050年代，我们也许会迎来新的转折点——发现宇宙大爆炸产生的引力波，并从中获取有关宇宙诞生和量子引力的信息。”这一突破性发现让时空穿越不再是遥不可及的梦想，或许未来我们真的可以通过虫洞实现超越光速的旅行。这项研究不仅为物理学界带来了新的希望，也激发了公众对宇宙探索的热情。
无论虫洞最终是否能成为时空穿越的捷径，这一领域的研究都将推动我们对宇宙本质的深入理解。正如索恩所说：“科学不仅是推导定理和验证实验，还是关于猜想、争论和超越现有知识的过程。”在探索未知的道路上，人类从未停止脚步。