蟲洞效應
蟲洞的出現(xiàn)，幾乎何以說是和黑洞同時的。
在史瓦西發(fā)現(xiàn)了史瓦西黑洞以后，理論物理學家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進行了幾乎半個世紀的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及后來的紐曼解，都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這里將介紹給大家的蟲洞，也是史瓦西的后代。
蟲洞在史瓦西解中第一次出現(xiàn)，是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通過一個愛因斯坦的思想實驗，發(fā)現(xiàn)時空可以不是平坦的，而是彎曲的。在這種情況下，我們會十分的發(fā)現(xiàn)，如果恒星形成了黑洞，那么時空在史瓦西半徑，也就是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時空中，這種結構就以為著黑洞的視界內(nèi)的部分會與宇宙的另一個部分相結合，然后在那里產(chǎn)生一個洞。這個洞可以是黑洞，也可以是白洞。而這個彎曲的視界，叫史瓦西喉，也就是一種特定的蟲洞。
自從在史瓦西解中發(fā)現(xiàn)了蟲洞，物理學家們就開始對蟲洞的性質感到好奇。
我們先來看一個蟲洞的經(jīng)典作用：連接黑洞和白洞，成為一個愛因斯坦——羅森橋，將物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子，然后通過這個蟲洞（即愛因斯坦——羅森橋）被傳送到這個白洞的所在，并且被輻射出去。
當然，前面說的僅僅是蟲洞作為一個黑洞和白洞之間傳送物質的道路，但是蟲洞的作用遠不只如此。
黑洞和黑洞之間也可以通過蟲洞連接，當然，這種連接無論是如何的將強，它還是僅僅是一個連通的“宇宙監(jiān)獄”。
蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具，它還開宇宙的正常時空中出現(xiàn)，成為一個突然出現(xiàn)在宇宙中的超空間管道。
蟲洞沒有視界，踏有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接，但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切，在蟲洞的問題中，它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切，在這里時空曲率不是無限大。因而我們現(xiàn)在可以安全地通過蟲洞，而不被巨大的引力所摧毀。
那么蟲洞都有些什么性質呢？
利用相對論在不考慮一些量子效應和除引力以外的任何能量的時候，我們得到了一些十分簡單、基本的關于蟲洞的描述。這些描述十分重要，但是由于我們研究的重要是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性質，而對于一些相關的理論以及這些理論的描述，這里先不涉及。
蟲洞有些什么性質呢？最主要的一個，是相對論中描述的，用來作為宇宙中的告訴火車。但是，蟲洞的第二個重要的性質，也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們：蟲洞不可能成為一個宇宙的告訴火車。蟲洞的存在，依賴于一種奇異的性質和物質，而這種奇異的性質，就是負能量。只有負能量才可以維持蟲洞的存在，保持蟲洞與外界時空的分解面持續(xù)打開。當然，狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎上，發(fā)現(xiàn)了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來分析物理問題。同樣的，負能量在狄拉克的另一個參照系中，是非常容易實現(xiàn)的，因為能量的表現(xiàn)形式和觀測物體的速度有關。這個結論在膜規(guī)范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據(jù)參照系的不同，負能量是十分容易實現(xiàn)的。在物體以近光速接近蟲洞的時候，在蟲洞的周圍的能量自然就成為了負的。因而以接近光速的速度可以進入蟲洞，而速度離光速太大，那么物體是無論如何也不可能進入蟲洞的。這個也就是蟲洞的特殊性質之一。
但是蟲洞并沒有這么太平。前面說的是在安靜的相對論中的蟲洞，在暴躁的量子理論中，蟲洞的性質又有了十分重要的變化。
我們想先來看在黑洞中的蟲洞，也就是史瓦西喉和奇點周圍形成的子宇宙。
黑洞周圍的量子真空漲落在黑洞巨大引力的作用下，會被黑洞的引力能“喂”大，成為十分的能量輻射。這種能量會毫不留情地將一切形式的蟲洞摧毀。
在沒有黑洞包圍的蟲洞中，由于同樣的沒有黑洞巨大引力的“喂養(yǎng)”，蟲洞本身也不可能開啟太久。蟲洞有很大幾率被隨機打開，但是有更大的幾率突然消失。蟲洞打開的時間十分短，僅僅是幾個普朗克時間。在如此短的“壽命”中，即使是光也不可能走完蟲洞的一半旅途，而在半路由于蟲洞的消失而在整個時空中消失，成為真正的四維時空組旅行者。
而且，在沒有物體通過蟲洞的時候，蟲洞還比較“長壽”，而一旦有物體進入了蟲洞，如果這個物體是負能量的，那么還好，蟲洞會被撐開；但是如果物體是正能量的，那么蟲洞會在自己“自然死亡”以前就“滅亡”掉。而在宇宙中，幾乎無時無刻不存在能量輻射通過宇宙的每一個角落，而這些輻射都是正能量的，因此幾乎可以肯定，在自然情況下是不存在蟲洞的。
那么蟲洞是如何產(chǎn)生的呢？
蟲洞的自然產(chǎn)生機制有兩種：
其一，是黑洞的強大引力能；
其二，是克爾黑洞的快速旋轉，其倫斯——梯林效應將黑洞周圍的能層中的時空撕開一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿，成為一些十分小的蟲洞。這些蟲洞在黑洞引力能的作用下，可以確定它們的出口在那里，但是現(xiàn)在還不可能完全完成，因為量子理論和相對論還沒有完全結合。
