虫洞技术，能穿越全宇宙，但物理学家宁愿它不存在

在我们的现实中，虫洞的外观往往被描绘成圆形，类似于黑洞的形态。

一边的光线能够透过，形成一个通往遥远目的地的窗口。

穿越虫洞后，那闪闪发光的圆形窗口象征着你回到了旧居。

那么，虫洞究竟是真实存在的，还是仅仅是物理或数学的幻想？

如果虫洞确实存在，它又是如何运作的呢？

回顾人类的历史，大部分时间里，我们将太空视为一个简单、平坦的舞台，宇宙的所有事件都在这个舞台上展开。

即便在没有行星和恒星的情况下，太空依然存在，仿佛一个空荡荡的舞台。

而爱因斯坦的相对论改变了这一观点，提出空间与时间共同构成了这一舞台，并且并非每个地方都是恒常的。

物体能够影响这个舞台本身，使其弯曲和扭曲，为虫洞的形成提供了可能性。

与传统的静态观念不同，爱因斯坦的模型更像一个充满弹性的水床，能够被压缩、扭曲，甚至撕裂与缝合，从而使虫洞得以实现。

从二维的视角来看，宇宙就像一张平坦的大纸，通过适当的扭曲，虫洞能建立起连接两个遥远点的桥梁，使得几乎瞬间的穿越成为可能，甚至速度超越光速。

然而，目前的虫洞依然只存在于数学的纸上。

广义相对论虽然表明了虫洞的理论存在，却不能保证它们在现实中会实际存在。

广义相对论只是一组方程式，虽然它可能为许多问题提供框架，但并不是所有数学描述都能真实反映现实。

理论上，有多种类型的虫洞，其中一个知名的类型是爱因斯坦-罗森桥。

这一虫洞将每个黑洞视为通往无数平行宇宙的入口。

想象中，时空的表面似乎是平坦的，但当物体施加力量时，时空会因扭曲而变形。

如果一个物体被进一步压缩，时空将经历更大的扭曲，最终形成无法承受的黑洞；该黑洞的事件视界则成为一道单向屏障，内部的物质一旦进入，将永远无法逃脱。

更引人注目的是，事件视界的另一侧可能与我们的宇宙相似，但却是颠倒的，时间在那边是逆行的。

因此，在我们的宇宙中物体会落入黑洞，而在逆行的平行宇宙中，则会有物质从镜像黑洞中被喷射，这种现象与大爆炸类似，被称为白洞。

然而，爱因斯坦-罗森桥是不可越过的，尝试穿越将耗费无尽的时间，穿越者终将无法再返回。

因此，如果人类希望实现星际穿越，必须寻找其他的可穿越虫洞。

设想如果弦理论或其变体准确地描绘了我们的宇宙，那么宇宙中可能存在许多纠缠在一起的虫洞网络，这些网络形成于大爆炸后的微小规模量子波动。

这些量子波动或许能生成无数可穿越的虫洞，与宇宙弦缠绕在一起。

要想象这样的网络，面临的不仅是技术挑战，更是如何利用这些虫洞穿越宇宙的可能性。

如果虫洞确实是在早期宇宙中形成的，那么它们可能遍布整个宇宙，并静静等待被发现，甚至可能比我们设想中的要更为接近。

从表面上看，黑洞和虫洞在形态上似乎十分相似，这也导致一些物理学家猜测，银河系中心的超大质量黑洞可能实际上是一个虫洞。

然而，前往银河系中心探索的艰难使得这一推测难以验证，或许更实用的选择是尝试制造一个虫洞。

为了构建一个可穿越的虫洞，需具备几个关键特性。

首先，虫洞必须明显连接至遥远的时空；其次，虫洞内不应存在事件视界以隔断双向通行；最后，虫洞必须足够大，以避免强大的引力将旅行者压扁。

然而，最大的问题在于如何保持虫洞的开放状态。

无论如何构造，重力总是倾向于压缩虫洞，使其最终变为空洞。

重力的作用始终倾向于关闭虫洞，因此需要某种东西来支撑虫洞，以维持其开放。

过去的弦理论虫洞试图用宇宙弦来解决这一问题，而对人工制造的虫洞，则可能需要一种新型物质：异常物质。

这种异常物质与我们已知的物质截然不同，甚至与反物质也有所不同，具有独特的特性。

其负质量使得它能相互排斥，从而实现“反重力”效果，支撑虫洞的稳定。

不过，利用异常物质维持虫洞开放的能量需求极其巨大，甚至超过中子星核心所需的压力。

一旦虫洞成功稳定打开，两端将开始连接并移至有趣的位置。

设想将太阳系中的一端移动至地球轨道，另一端则弹射至外太空，这样能够使地球成为虫洞的枢纽，连接并支持星际文明的跨越，直抵遥远的宇宙。

然而，虫洞的探索也并非没有隐忧。

即使只开一个虫洞，也可能有潜在的宇宙法则破坏，以及时空旅行悖论的形成，违反清晰的因果关系，因此许多科学家认为虫洞可能根本无法被制造出来，甚至可能根本不存在。

至今为止，虫洞只存在于我们心中和纸上，以数学方程式的形式存在。

虫洞的未来充满了惊奇与恐惧，它们不仅能连接时空，还可能引发时间旅行等颠覆性现象，给我们对宇宙的理解带来深刻的挑战与思考。

科学的进步总伴随着希望与恐惧，虫洞技术无疑是引人注目的研究领域之一，反映了我们对宇宙的无尽追求与探索。

虫洞的潜在存在不仅挑战了我们对宇宙的认知，也引发了各种伦理和哲学的辩论。

假如能够制造出虫洞，人类在时间和空间中的旅行能力将被极大提升，这也意味着对历史的干预可能成为现实。

我们或许可以改变过去的事件，甚至是影响未来的走向，这样的能力可能引发无法逆转的结果。

科学家们在思考这些问题时，发现许多悖论和复杂性。

时间旅行的悖论，例如著名的“祖父悖论”，让许多人不得不重新审视虫洞所带来的影响。

同时，如果虫洞真的能够被打开，整个宇宙的因果律将面临严峻考验。

时间的线性关系将被打破，过去、现在和未来的界限变得模糊不清。

此时，科学家们必须犹豫，是否还有必要继续追求这一技术进步，或是应当将其视为无法驾驭的禁忌。

许多物理学家对此表示担忧，因为这种技术的潜在应用可能超出了我们的想象，甚至带来不可知的危险。

另一个值得关注的问题是，如何监管这样的技术。

如果虫洞技术变为现实，谁将掌控这些虫洞？

这一能力将可能集中在少数特权阶层或国家手中，从而引发新的权力斗争和不平等局面。

人类在获得新技术的同时，也需要承担起相应的责任与伦理审视。

当然，关于虫洞的研究并非毫无进展。

随着量子力学和相对论的持续深入，科学家们对虫洞的性质有了更多的理论探索。

无论是针对异常物质的研究，还是对弦理论的进一步发展，这些都为虫洞的存在提供了新的视角。

但现阶段，它们依然只停留在理论阶段，尚未被实验证实。

无论未来虫洞的探索如何发展，我们都必须保持谨慎的态度。

科学的进步伴随着不断的自我反思，正如牛顿所说：“越往上爬，越能看到的越远。

”

虫洞无疑使我们看到了星际旅行的新希望，但也提醒我们科学探索的复杂性和不可预见性。

对人类而言，这既是美丽磁力，也是不可捉摸的诅咒。

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.

追踪13.4万亿个暗物质！百亿亿次超算用4天完成这场模拟

科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称，该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机，完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀，并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图；右图外圈显示宇宙微波背景辐射，扇区分别展示视线速度（红/蓝）、物质密度（灰）和引力势（绿/蓝）。

图片来源： 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为，极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度，留下微小的密度差异；随后，引力把这些差异不断放大，最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而，暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布，有望找到更多线索，探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见，却凭借引力主导星系形成，并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中，暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”，团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测，早期宇宙的密度涨落服从高斯分布，也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差，即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差，就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程，从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而，这类信号极其微弱，还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积，统计不确定性难以完全消除。

因此，探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成，目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目，包括美国能源部支持的暗能量光谱仪（DESI）和NASA的SPHEREx任务，两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证，将共同描绘出更为精细的宇宙图景，推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源：科技日报