人們經常談論時間旅行，如果它最有可能在未來發生，那只能是通過蟲洞。1930年，愛因斯坦和助手羅森研究了廣義相對論的場方程，最終提出了支持蟲洞存在的特殊解。只是當時這種時空結構被稱為愛因斯坦-羅森環，後來逐漸被稱為蟲洞。
蟲洞其實是時空彎曲形成的特殊時空結構。科學家還設計了壹個模型。我們知道像黑洞這樣的特殊天體會將時空彎曲成漏鬥狀。然後，如果兩個黑洞恰好是漏鬥，那麽兩個極端連接在壹起就形成了壹個類似蟲洞的圖案。這種時空穿梭機只能進去，最終變成基本粒子。
但這裏有壹個不合理的觀點:黑洞進不去，出不去。因此，科學家們設想了壹種特殊類型的天體白洞，這也得到場方程的支持。白洞的性質與黑洞完全相反。它們會持續噴射高能粒子。簡而言之，他們只能進不能出。那麽最終的模型就變成了黑洞-蟲洞-白洞。
在星際通道中，出現了蟲洞。庫珀壹行人穿過土星旁邊的蟲洞來到遙遠的星系。當然，事實上科學家並沒有在宇宙中發現任何蟲洞的痕跡，這是唯壹壹個愛因斯坦沒有做出的科學預言。妳不必對蟲洞寄予厚望。畢竟是時空彎曲形成的時空結構。那麽壹定是巨大的天體，才會導致這樣的結果，所以即使有蟲洞也不可能安全穿越過去。
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愛因斯坦的蟲洞理論到底是什麽？蟲洞裏會有什麽？
蟲洞是愛因斯坦廣義相對論預言的壹種奇怪的宇宙現象。蟲洞不是天體實體，而是壹個理想的時空。
廣義相對論是關於引力場的理論，愛因斯坦的引力場方程是最重要的部分。這個引力場方程表示為:
根據這個方程，人們推導出了許多解，如史瓦西真空解，由此得到宇宙黑洞的預言。同樣，根據這個史瓦西解，也得到了白洞和蟲洞的預言。根據愛因斯坦的引力場方程，對時空彎曲、引力透鏡、引力波等的預言。這些都被後來的觀察所證實。
現在黑洞已經被證實了，“白洞”和“蟲洞”的預言還沒有被證實。蟲洞，也叫愛因斯坦-羅森橋，意思是宇宙中可能存在壹個連接兩個不同時空的隧道，所以也可以叫時間隧道。這個概念，1916，最早是由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出的。它是愛因斯坦和以色列裔美國物理學家內森·羅森在1930年研究引力場方程時假設的壹種天文現象，認為可以通過蟲洞進行瞬間轉移或時間旅行。
目前對這壹理論還存在諸多爭議和爭論，樂觀地認為它將是未來解決深空遠距離導航、突破光速瓶頸的壹個選項。但必須指出的是，蟲洞旅行並不是真正的超光速旅行，而是可以達到超光速的效果，實際速度並不壹定要達到或接近光速。
所以蟲洞旅行和愛因斯坦狹義相對論的速度極限並不矛盾。
更確切地說，蟲洞旅行是壹條捷徑。最初，這兩個星系相距甚遠。比如銀河系和仙女座星系相隔254萬光年。即使實現了光速旅行，人去仙女座星系單程也要254萬年，這是人類世界無法接受的。但是這個時候，如果銀河系和仙女座之間有蟲洞，人們就不需要再走了。看似直線，其實是壹個非常彎曲的時空。從這個洞，仙女座菌株可以立即到達。比光速快多少倍？
但是飛船本身並不比光速快，完全不受光速屏障的限制。就像我們坐火車穿過隧道，如果沒有這條隧道，我們必須彎曲200公裏才能到達山的另壹邊。現在有了這條隧道，只需要1分鐘就可以到達山的另壹邊。更有力的比喻是像壹張大紙。壹只螞蟻從紙的A面爬到B面的同壹個位置，要爬很長時間。這時紙上出現壹個小洞，螞蟻壹鉆過去就穿過去了。
山的另壹邊和上面提到的紙是另壹個遙遠的時空。火車還是火車，螞蟻還是螞蟻，但到達目的地的時間完全不同了。這就是蟲洞或時間隧道或愛因斯坦羅森橋的奇妙用途。
蟲洞的形成機制。蟲洞的形成機制有很多種解釋，但壹般都是基於愛因斯坦的引力場理論。早在300多年前，牛頓就發現了萬有引力定律，讓人們知道宇宙的每個角落都充滿了引力。牛頓沒有解釋引力的根是什麽。
愛因斯坦的廣義相對論解決了這個問題，用無可辯駁的事實證明了引力是由質量對時空的擾動引起的。根據這個理論，任何有質量的物體都會對周圍的時空產生擾動，就像把壹塊石頭丟到水裏，不管石頭的大小，但是質量越大擾動越大。
這種擾動的表現就是物體在其周圍形成時空扭曲，形成時空漩渦或陷阱。質量越大，物體的時空漩渦或陷阱就越大，這樣兩個物體的時空漩渦就會相互作用，落入對方的陷阱中，表現出相互吸引的現象。小天體經過大天體附近時，會落入大天體的時空陷阱，表現出小天體被大天體吸引的現象。這就是重力的本質。
宇宙中有無數的天體，所以宇宙中有各種各樣的時空漩渦和陷阱。當壹些巨大的引力場出現時，比如星系、黑洞、類星體等。，周圍會形成巨大的時空漩渦，這些時空漩渦可能會相互碰撞形成壹些奇怪的洞，這就是蟲洞。
這有點像是在多個急流碰撞中形成的壹些漩渦，這些漩渦有時可以直達水底。
還有壹種說法是蟲洞出現在黑洞和白洞之間，黑洞時空的極端曲率把奇點處的物質壓成基本粒子，然後從另壹個時空的白洞輻射出去，蟲洞連接在黑洞和白洞之間。時空通訊不太認同這個觀點，就不展開了。
黑洞、蟲洞、白洞是三胞胎，但只產生黑洞。黑洞、蟲洞、白洞都是愛因斯坦引力場理論的結論，也可以說是這個方程的解，算是愛因斯坦的預言。但到目前為止，宇宙中只有黑洞被確認存在，並拍攝了第壹張黑洞照片。當然，黑洞本身是肉眼看不到的，但是黑洞的引力場效應使得它的周圍發生了很多奇怪的天文現象。人們根據黑洞理論了解黑洞，觀察這些天文現象。拍出來的照片也是黑洞引力場形成的吸積盤和能量射線。總的來說，他們還是間接了解和“看到”了黑洞，但這些間接現象和理論是壹致的，所以是正確的。
蟲洞和白洞目前還沒有觀測到，理論上還有很多爭議。
很多人對蟲洞寄予了很大的希望，認為蟲洞穿越和曲速航行是未來突破速度瓶頸，穿梭於恒星甚至星系之間的最佳選擇。根據壹些理論，蟲洞的兩端在時間和速度上是不同的，兩邊是有時差的時空，所以從壹端的洞進去是12，從另壹端的洞出來是12。穿越蟲洞的人，感覺不是耗時，而是瞬間穿越。
也有人認為，即使蟲洞真的存在，也很難利用。因為蟲洞很不穩定，隨時可能出現，也可能隨時消失，而且蟲洞比較小，理論上很難容納下壹艘飛船。還有壹種理論認為負能量是打開和治愈蟲洞的工具。只要有足夠的負能量，不僅可以利用蟲洞，還可以人工制造蟲洞，也就是所謂的時光機。
至於蟲洞內部的情況，也有很多版本。在科幻電影中，進入蟲洞的飛船被星光和輻射形成的奇異視錯覺所包圍，穿過其中的飛船就像在享受壹場榮耀的盛宴。
但理論是進入蟲洞並不那麽舒服。蟲洞內部的引力場是巨大的。接近蟲洞時，重力潮汐力會拉伸飛船和人體。最後，在巨大的引力張力作用下，飛船和人體都碎裂成亞原子粒子，從白洞或蟲洞的另壹端輻射出去。蟲洞只穿過壹堆粒子。
要解決這個問題，蟲洞必須足夠大，大到什麽程度？根據引力場的公式，半徑至少要達到1光年。1光年是什麽？是9.46萬億公裏。旅行者1以每秒17公裏的速度行駛了40多年，只有222億公裏，只有1光年的426倍。
看起來這個光級蟲洞對我們來說是個大洞，但和254萬光年之外的仙女座星系相比，只是個小通道。如果這樣的通道真的存在，它的引力場效應是非常大的，相隔幾百萬光年都能感覺到，因為維持這樣壹個蟲洞所需的負能量將是銀河系所有可見天體質量的100倍。
所以理論上，在距離我們幾百萬光年的星系中，並不存在這樣的蟲洞。當然，也有人提出了另壹種觀點，認為蟲洞不存在黑洞的極端曲率視界，即不存在無限大的引力場範圍，這意味著物質可以進入蟲洞，也可以走出蟲洞。
也有人認為有些蟲洞會把自己包裹起來，進入其中的物質或人不會從另壹個出口出去，而是回到自己的入口，但這個過程距離外部慣性系統需要數十億年。這是山洞裏的壹天，這個世界上已經有幾千年了。不，它只是山洞裏的壹瞬間，而它已經在世界上存在了幾十億年。
總之，關於蟲洞的理論還處於科幻的狀態，前途未蔔。我們這些吃瓜群眾還是等科學家有突破吧。在此之前，我們先看看科幻小說，不要當真。
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愛因斯坦的蟲洞理論到底是什麽？蟲洞裏會有什麽？
相信在很多科幻片裏，妳都看到過人們可以通過壹個“蟲洞”實現瞬間的空間轉換，感覺就像是突破了時間的阻隔和光速的限制，達到了高效時空旅行的目的。“蟲洞”的預言是基於愛因斯坦的廣義相對論，具體來說，黑洞和白洞兩種特殊解都是從廣義相對論中推導出來的。然後，基於黑洞和白洞的特性，人們設想有壹個特殊的“時空通道”來連接黑洞和白洞。所以蟲洞和黑洞、白洞有本質的區別。它不是壹種物質或種類。
愛因斯坦的廣義相對論改變了人們以往對宇宙空間和時間的認知。從時空的統壹性來看，宇宙中天體的運動已經轉化為在空間和時間中以壹定的速度不斷變化和結果。廣義相對論在某種意義上解決了引力場的問題，從而深入解釋了引力場中物體的運動規律。引力場方程可以表示為:R_a-1/2 * g _ a * R = 8π* g * t _ a/c 4，其中R _ a指的是奇張量，即空間曲率的度數；G_a指的是時空度規；T_a是指物質的能量動量張量。通過這個引力場方程，人們可以了解並定量預測引力引起的時空彎曲效應。基於此，由黑洞、引力透鏡和引力波導出的特解已經被實驗觀測所證實，而關於白洞和蟲洞的特解是可以預測的，但至今沒有被科學界觀測到。
黑洞的預言是基於廣義相對論中引力機制的進壹步延伸。壹個物體的質量越大，周圍空間的扭曲就越大，這樣這個物體周圍的其他物體就會在空間扭曲後沿著測地線運行。測地線運行的壹個明顯的外在特征是，組成物體的微觀粒子受到引力場的影響，使它們在沿測地線運行的過程中向質心方向下落，感覺就像被壹只看不見的手牢牢“束縛”住了。
那麽，物體的質量越大，其引力場對空間彎曲的作用就越明顯。當物體的質量達到壹定程度時，就會將周圍的空間彎曲到光子無法逃脫引力場束縛的程度，以至於包括光在內的所有物質信息都無法在壹定範圍內顯示出來。科學家將這個範圍定義為事件視界，能夠產生這種現象的天體稱為黑洞。
白洞的預言是基於廣義相對論的表述，特別是時間的對稱性的特殊天體。它的特征正好與黑洞相反。活動視界內的所有物質都會從中心“不斷”釋放出來，而活動視界外的物質由於活動視界及其內部區域形成的強大排斥力，永遠不會進入其中。即使是最快的光也照不進去，只能沿著彎曲的“負空間”反彈或偏離。
因為我們找不到黑洞或白洞所在位置發出或消失的光，所以這兩者都不能用觀測儀器直接確定。科學家通過引力透鏡法和吸積盤觀測證實了黑洞的存在。至於廣義相對論預言的另壹個天體——白洞，並沒有確鑿的證據可以證實。然而，根據接收到的光譜多普勒效應，科學家發現在宇宙的某些區域，藍移趨勢明顯大於紅移，同時在這些區域觀測到了明顯的伽馬射線暴和X射線暴，與白洞的預測模型相吻合，從而使科學家認為白洞有很大的可能性，盡管壹些科學家仍然存在這種現象。
至於蟲洞的預言，除了來自愛因斯坦廣義相對論對黑洞和白洞相反性質的預言，還加入了壹些科學家的想象。既然黑洞“進不去”，白洞“出不去”，那麽有沒有壹個特殊的通道可以把它們連接起來，只是首尾相連？但根據廣義相對論，黑洞和白洞之間沒有必然聯系。它們只是極端引力場中物質運動的極端情況，可以獨立存在。所以這個時候的想象力對蟲洞的形成起到了至關重要的作用。以色列裔美國物理學家內森·羅森(nathan rosen)在研究引力場方程時，假設質量極大的天體會因為相互碰撞而在時空中引起大規模的漣漪和孔洞，而孔洞可以被視為連接兩個不同時空的通道，因此蟲洞也被稱為愛因斯坦-羅森橋。
至於蟲洞裏面是什麽，到目前為止，誰也說不清楚。主要有兩個原因:壹方面我們無法確認蟲洞是否真的存在，另壹方面我們無法知道蟲洞形成時連接的不同時空的真實場景，尤其是巨大的黑洞和白洞。但是通過很多科學家的理論推測和假設，也能看出壹些端倪。比如蟲洞是連接黑洞和白洞的通道，那麽它存在的空間範圍就永遠在黑洞和白洞的活動視界之內。在巨大質量導致的巨大引力作用下，所有進入其中的物體理論上都將被引力撕裂，甚至所有物質都可以轉化為亞原子級別。
根據廣義相對論，其他科學家認為時空的巨大曲率足以違反黑洞或白洞的活動視界內的平均類光能量條件，因此需要有足夠的負能量來支撐蟲洞的形狀，以保證蟲洞內的物質不會在引力作用下完全坍縮到奇點。根據科學家的計算，壹個小蟲洞所需的負能量對應的物質質量比銀河系所有常規物質的總質量大100倍以上。因此，在銀河系及其附近的星系中尋找蟲洞，或者長時間在特定條件下制造黑洞是非常不現實的。