专访基普·索恩 | 虫洞、时间旅行和其他

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1988年，基普·索恩博士发表了一篇引起轰动的论文，指出利用时空隧道“虫洞”或许有可能实现回到过去的时间旅行。那么，自然界是否“容许”回到过去的时间旅行呢？回答这个问题又必须先知道什么？为此，索恩博士接受了Newton记者的访问。

Newton：听说博士是在卡尔·萨根博士和您谈起他在构思一本科幻小说《超时空接触》时获得灵感，此后才着手研究是否有可能利用虫洞实现时间旅行的理论。请博士介绍得更详细些，那次交谈为什么会促使您从物理学的角度对这个课题进行深入的考察？

索恩：我非常想了解自然，了解宇宙，了解支配自然界的那些规律。同萨根博士的交谈是一个契机，我说到虫洞，突然想到解决时间旅行的问题虫洞和黑洞都是可以应用的“工具”。
我十分清楚，已经知道存在着这样的“工具”，或者说已经大致知道有关的物理规律是不够的，还必须深入研究，进行非常具体的理论分析。我意识到这是一个值得深入研究的课题。想到这一点，我当时十分兴奋。
Newton：请博士介绍一下你们在1988年发表的那篇提出有可能利用虫洞来实现时间旅行的论文的要点。
索恩：第一点，利用虫洞进行时间旅行的前提是必须要用某种具有特殊性质的物质来使虫洞保持在开通状态。因为这种物质的性质十分奇特，因而叫做“奇异物质”。这里“奇异”（exotic）一词就是“怪异”的意思。
没有这种奇异物质，虫洞会收缩，很快坍缩，物体不可能在其中移动来完成时间旅行。换句话说，物体是不可能穿过这样的虫洞的。
第二点，根据广义相对论，有了可以穿过的虫洞，还必须要有能够利用它在时间上向过去追溯的时间机器。除了广义相对论，还没有人（在当时）根据其他的物理规律探讨过这个问题。


虫洞是“超空间”里的捷径
Newton：什么是虫洞？
索恩：为了说明什么是虫洞，我想我可以用长在树上的成熟苹果来作一个比喻。苹果容易受到毛虫的蛀食，常会有毛虫蛀蚀的孔洞。

苹果上的这种虫洞，有时会从苹果的一侧贯通到另一侧。假如我是一只蚂蚁，现在正位于苹果一侧的表面，想要去到苹果另一侧的表面，那么这里有两条路径可供选择：一条是沿着苹果的表面爬行移动；另一种是抄近路，穿过虫洞去到另一侧。
我们的宇宙就像是苹果的表面。从我们地球通过宇宙空间飞行到银河系的中心，这就相当于在苹果的表面移动。宇宙中的虫洞则是从我们这里去到银河系中心可以选择的另一条路径。假如在地球上就有一条虫洞的一个球状开口（出入口），钻进去，立即就能去到银河系的中心。
连接我们这里和银河系中心的虫洞贯通的是“超空间”，而超空间不属于我们的宇宙。这就像苹果的内部不属于苹果表面的一部分。
宇宙中有虫洞吗？
Newton：有人指出，在宇宙诞生发生大爆炸的时候也许产生过许多虫洞，那么，从那时到现在，还会有虫洞残存下来吗？
索恩：不算极其微小的虫洞，产生出虫洞的可能性是非常低的。
而且，在宇宙中也没有发现有自然起源的奇异物质。虽然知道有一种方法可以制造出极其少量的奇异物质，但是维持虫洞处在开通状态需要大量的奇异物质，那是在宇宙中不可能会有的。
所以，即使在宇宙诞生之时曾经自然产生过虫洞，它们也会立即收缩而瓦解，多半已经全都消失了。

Newton：超新星爆发（恒星临死前的大爆发）可以形成黑洞，那么，是否也有某种天文过程可以形成虫洞呢？
索恩：截至目前也未能确认宇宙中有什么天体能够转变为虫洞。
同时非常遗憾，我们也不知道宇宙可以通过什么方式来自然形成使虫洞维持开通状态必不可少的奇异物质。
那么，什么是“奇异物质”？基普·索恩博士为什么认为，回到过去的时间机器会在瞬间毁灭？他的观点和过去相比有什么变化？还有更多基普·索恩的采访，以及关于“时间旅行”的精彩内容，请阅览《科学世界》2012年第5期：时间旅行！