虫洞连光都透不过,可能是个坏消息。不过加州理工学院的物理学家基普·索恩发现爱因斯坦的方程中存在着一个解决方法,能保持虫洞不会弥合。如果我们能在虫洞的隧道——或者“咽喉”内壁施放一种物质,使其产生外斥的外力与引力抵消,阻止其向内收缩,就能保持虫洞的开启。因为,引力会让物质相互吸引;任何能排斥其他物体远离自身的物质从本质上说,都产生了一种“反引力”,这类物质被称为“奇异物质”。
近些年来,我们获悉的最不可思议的事实就是,真空空间并不是空无一物的。
根据海森堡不确定性原理,由于空间中充满了微小的能量波动,这种起伏在极短的时间内完成。有些时候,波动的能量足以在真空中自发催生出正-反粒子对。在我们捕获到它们之前,两者就会迅速湮灭,无迹可寻。因为无法直接测量,这样的粒子通常被称为“虚粒子”。由于这类粒子不能直接被观测到,所以不支持“无中生有”的能量守恒定律依旧成立。
在科学家们的预想中,在微观的层面上,空间中充斥着大量气泡般的量子涨落,其间粒子、反粒子,甚至量子虫洞不断生灭。在量子层面上,空间的“纤维”不断崩坏。《宇宙密码》的作者、物理学家海因茨·帕格尔斯曾形象地将空间比作海洋:“从长距离看,真空是平静、没有波纹的,就像从飞机鸟瞰下去的、没有一丝涟漪的海面。但如果我们乘着小舟漂流在海上,就会发现海流还是跌宕起伏的。”一些科学家坚信,孕育了我们整个宇宙的“大爆炸”正是由某种量子波动产生的。
当量子涨落发生在高曲率的时空(如虫洞)周围,就有可能创造出“负物质”,其辐散的反引力或许就能帮助我们维持虫洞开放。假设一个正-反粒子对出现在高引力场的虫洞周围。通常状况下,粒子对会湮灭,然后消失。不过,如果一个粒子被强引力吸入虫洞,而另一个逃逸到太空之中呢?那么幸存下来的粒子就没有了“湮灭”之虞,它就不再是虚粒子,而是一个可观测的“实粒子”了。不过这就和物理学原理相悖了。要知道,虚粒子的存在时间是不足以被观测到的,只有这样能量守恒定律才能成立。
若该粒子从“虚拟”变为“真实”,那么其所携带的微量的能量就没有来源了。不过为了满足经典定律的成立条件,物理学家们寻找到了一个有趣并合理的解释。既然幸存下来的粒子携带着一定量的“正能量”,我们只需要假设被吸入虫洞的粒子携带 “负能量”。在该种情形下,总能量依旧是零。这个携带“负能量”的粒子就是“奇异物质”,也是维持虫洞开放的条件。
不过,我们是否能操控足量的奇异物质并创造出人工虫洞仍然是个未知数。