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虫洞是什么?宇宙的时空捷径真存在吗?

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-08-16

我们平时聊起宇宙,总会好奇有没有能跨越星际的捷径。

而 “虫洞” 就是科学家猜想的时空 “穿山隧道”,能把百万光年的路程缩短到几小时,这到底是科幻还是真实存在的科学可能?

很多人对虫洞的第一印象是科幻电影里的桥段,但其实可以用简单类比说清。

如果两座城镇被大山隔开,想要互相拜访只能绕山脚走半天,要是能在山里挖一条笔直隧道,路程就能缩到十几分钟。

虫洞其实就是这样的时空隧道,它打通的不是山体,而是我们所在的四维时空。

在爱因斯坦的广义相对论框架里,时空并非平坦不变,而是会被质量和能量扭曲弯折。

恒星、黑洞这类大质量天体,会把时空压出凹陷,而虫洞则是把两个相隔极远的时空凹陷,用一条时空隧道连接起来。

原本需要以光速飞行数百万甚至上亿年才能抵达的星系,通过虫洞或许只需要几小时甚至几分钟就能到达。

这并不违反光速不可超越的铁律,因为你并没有在正常时空里比光速快,只是走了一条时空的捷径而已。

1915 年爱因斯坦提出广义相对论,仅一年后德国物理学家卡尔・施瓦西就得到了方程的第一个精确解,也就是后来的黑洞解。

到 1935 年,爱因斯坦和同事纳森・罗森在施瓦西解的基础上,发现了方程的另一种特殊解,可以连接两个原本独立的时空区域,就像架在两个时空之间的桥,这就是最早的虫洞理论模型,后来也被称为爱因斯坦 - 罗森桥。

直到今天,虫洞的解依然频繁出现在广义相对论、量子引力等前沿物理方程里,并非凭空想象的虚拟物体,而是有严谨科学依据的。

虽然虫洞和黑洞都由爱因斯坦的场方程推导而来,但如今黑洞已经被观测证实,虫洞却依然停留在理论层面。

这是因为虫洞极不稳定,和所有天体一样,它会受自身引力影响,天生就有向内收缩的趋势。

持怀疑态度的科学家认为,普通虫洞一旦形成,就会在自身引力作用下瞬间坍塌,光都来不及穿过,这被称为不可穿越虫洞。

要维持虫洞稳定并允许物体穿越,必须用向外的力抵消自身的收缩。

1988 年物理学家莫里斯和索恩提出可穿越虫洞的理论模型,证明要支撑能让宏观物体安全通过的虫洞,需要用到具有负能量的奇异物质。

这种物质拥有负的能量密度,能产生排斥性引力,刚好抵消虫洞的收缩,把虫洞撑住保持稳定。

科学家已经在实验室中观测到类似的负能量效应,也就是卡西米尔效应,但产生的负能量极其微小,不足以支撑宏观虫洞。

也有科学家推测,宇宙大爆炸初期可能产生过大量负能量宇宙弦,能维持微观虫洞,随着宇宙膨胀被拉扯成宏观虫洞,但这只是理论推测,没有观测证据。

其实虫洞的处境和百年前的黑洞几乎一模一样。

1916 年施瓦西得到黑洞解,但包括爱因斯坦在内的顶尖物理学家都拒绝相信。

直到 1967 年物理学家惠勒正式命名 “黑洞”,又过了几十年,直到人类发现第一颗黑洞天鹅座 X-1,2015 年首次探测到双黑洞合并的引力波,2019 年拍到首张黑洞照片,黑洞才从理论猜想变成被证实的天体。

天文学家目前正在寻找虫洞的观测痕迹,其中一种方法是通过引力效应,如果银河系中心的超大质量黑洞附近存在虫洞,它的引力会影响周围恒星的运动轨迹,我们可以通过高精度观测,发现恒星轨道上的异常波动。

另一种方法是通过引力透镜效应,虫洞对背景星光的扭曲方式和黑洞完全不同,如果捕捉到这种特殊的扭曲信号,就有可能找到虫洞存在的证据。

如今我们对虫洞的认知,依然停留在理论层面,但这并不代表它不存在。

就像百年前没人相信黑洞真实存在一样,或许再过几十年,虫洞也会从猜想变成被证实的宇宙奇观。

如果未来真的找到虫洞,星际旅行或许不再是遥不可及的梦想。

白俄罗斯话剧《向晚》:日复一日在井边闲谈,对着太阳说话

10月22日,作为2026北京人艺国际戏剧邀请展·国际特邀单元剧目,白俄罗斯共和国戏剧院携国家经典之作《向晚》在首都剧场迎来北京首演。

本轮演出将持续至25日,连演4场,也是这部演出时长1小时45分钟的抒情喜剧首度与北京观众见面。

《向晚》演出海报 一口老井边的暮年对话,审视“如何活过” 《向晚》的故事发生在白俄罗斯乡间一处几乎被遗忘的村落。

人陆续走了,只留下三位老人、一口老井、一片白桦林,和一台时断时续的旧收音机。

瓦西里、安娜和加斯特里蒂都是卫国战争的亲历者,那场1941至1945年席卷白俄罗斯的浩劫摧毁了无数村庄,给每个家庭都留下了创痛。

瓦西里一生经历过三场战争,独居已久,也很多年没见过儿子——儿子从军队回来后就离开了。

他每天清晨从井里打水、分给邻里,相信这口井的水能洗净灵魂,还有个旁人不解的习惯:对着太阳说话。

安娜的丈夫战后病逝,一个儿子失踪、一个儿子入狱,她的一生都在等待,守着破旧的收音机,等一个也许永远不会来的声音。

而她与瓦西里之间,因隔着几十年的孤单,正慢慢生出一点温柔的暖意。

加斯特里蒂打过仗、当过战俘,在战俘营里曾有人替他死去,这让他的余生所经所历总有着“半吊子”的怅惘与纠结,他身上有些攻击性,爱把讥讽挂在嘴边,心底却仍渴望一点爱与抚慰。

演出剧照 三位老人争吵、调侃、回忆、叹息,没有激烈的冲突,没有宏大的叙事,只有日复一日井口边的闲谈。

剧作表面上是老年题材的“碎碎念”,实际上讨论的是超越年龄乃至地域的普适命题,带有强烈的精神张力与人道主义关怀。

阿列克谢·杜达列夫 这不只是一部关于“老去”的挽歌,更是一场关于“如何活过”的庄严审视。

该剧作者阿列克谢·杜达列夫是白俄罗斯著名编剧,他一生致力于具有民族特色的创作,多关注道德与精神议题,尤其擅长描绘乡村生活与战争记忆。

《向晚》是杜达列夫青年时写就的经典作品,却对暮年人生的思考深邃入理。

问世四十余年来,在白俄罗斯常演不衰,已被多次搬上舞台。

两种生命哲学的碰撞,三个老戏骨同台飙戏 《向晚》以原班阵容首次亮相京城,集结白俄罗斯共和国戏剧院的优秀演员。

饰演三位老人的瓦连京·萨拉维约夫、安娜·阿尼先卡和伊戈尔·西多尔奇克年龄加起来将近200岁,其中两位男主演都已到古稀之年。

演出剧照 剧中,两位老人关于“太阳”的争吵堪为两种生命哲学的终极碰撞:一个对着太阳虔诚祈祷,视其为万物之主;一个却嗤之以鼻,视其为愚昧的呓语。

他们在舞台上颤巍巍的交锋对撞,也让台下的观众去思考:是选择瓦西里的生命态度——“上帝赐予我们生命,就是为了让我们去温暖这个世界”;还是认同加斯特里蒂的“真实”——世态炎凉,稳稳的幸福或许永远只能实现一半? 三位艺术家以克制而细腻的表演,为整部作品注入了真实而深沉的力量。

作为一种互文:剧中的三位角色是从战争中幸存、又将余生守在故土上的老人,而饰演他们的演员同样是把一生献给舞台的艺术家——数十年舞台生涯中沉淀下来的皱纹、停顿与克制,难以单凭表演技巧完成,而是岁月本身留在身上的印记。

北京人艺著名演员濮存昕在推荐该剧时,无不动情地说:“剧中演员为那一代从战争里走出来的人,留下了一段温柔的注脚。

” 演出剧照 此外,演员斯佳潘·克劳丘克、汉娜·列别杰娃和娜杰娅·茨维亚特科娃以动人的吟唱和生动的表演,为这段关于生命的故事铺陈出低回悠长的回声。

实时摄影贯穿全剧,立体绘本般的舞美意蕴悠长 “向晚意不适,驱车登古原。

”李商隐笔下那个黄昏的惆怅,穿越一千多年,落在了白俄罗斯一个被遗忘村庄的老井边。

“夕阳无限好,只是近黄昏。

”戏里的太阳一点点沉下去,井边的影子却越拉越长…… 演出剧照 澎湃新闻记者注意到,在艺术手法上,《向晚》选择用实时摄影贯穿全剧:舞台之上,台口正中和侧幕条处安放的两台摄影机,轮番交替被充分运用,演员表演被实时投射于幕布,更像是一道来自四十多年后的凝视与回望;舞台中央的悬挂装置既是桌案又是床榻,细腻的表演让日常琐碎逐步升华为对时间、命运和生命的叩问。

沉浸式场域的营造看似极简又不着痕迹,却让观众得以专注于表演和故事本身。

舞美则多用纸板道具,以卡纸剪影构筑村庄里的场景,在平面与立体间铺陈层次,宛如一本被翻开的立体绘本,将整部戏氛围烘托出沉静、悠长的意蕴。

剧中穿插着的音乐是白俄罗斯民歌与摇篮曲,演员在台上开口,声音空旷悠长,层层荡开之后再慢慢落下来——摇篮曲原本是唱给孩子的,而在孩子们都走光了的村子里,她们又在吟哦给谁听?不禁令每一位走出剧场的观众思考如何在近乎静止的岁月中,活出生命的顽强。

量子信息+熵,能解释宇宙的演化吗

热力学第二定律,也许是物理里最根本的几条原理之一。

它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。

人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。

可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。

而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。

在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项,而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。

宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。

若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.

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