人類天生好奇，一直夢想著探索遙遠的宇宙深處。即將上映的科幻史詩鉅作《星際效應》正是以此為主題，馬修麥康納和安妮海瑟薇將帶領觀眾前往我們夢寐以求的太空深處。當然，前提是，深空旅行不能成為我們抵達的障礙。
宇宙浩瀚無垠。除了體積龐大，它還極度分散；任何鄰近的行星、恆星和星係都遠得令人沮喪。例如，距離地球最近的恆星比鄰星，距離地球也有4.22光年。如果高速飛行的旅行者號探測器試圖抵達比鄰星，這艘小小的探測器需要超過8萬年的時間才能到達。
那麼，我們該如何探索宇宙才能避免耗費數千代的時間呢？在研究人員提出的眾多方案中，有一種技術一直備受青睞，尤其是在科幻領域：那就是被稱為蟲洞的捷徑或理論隧道。
人們認為蟲洞極不穩定，外來物質的注入可能會導致它們完全坍塌。
理論上，蟲洞是由時空構成的隧道狀連接，能夠縮短宇宙中兩個相距遙遠區域之間的距離。其理念是，太空旅行者可以利用這些隧道，將太空旅行的時間縮短到遠低於數千年。許多書籍、電視劇和電影都運用了蟲洞的概念進行深空旅行——從《超時空接觸》中阿羅威博士充滿神秘外星生物的旅程，到《星際迷航：深空九號》中通往未知的伽瑪象限的巴喬蟲洞。
這種情節設定在《星際效應》中再次被運用。影片中，一群太空人穿越一個新發現的蟲洞，這個蟲洞連接著相距遙遠的時空區域，目的是尋找一個可以稱之為家園的新世界。這聽起來不可思議，彷彿我們所有關於太空旅行的幻想都能成真。但這真的可能嗎？人類真的有一天能夠利用蟲洞前往另一個星系，甚至更遠的地方嗎？
科學研究表明，這種情況發生的可能性極低，但並非完全不可能。然而，要製造一個可穿越的蟲洞，我們需要許多特定的條件，並且需要了解這些神奇的秘密通道究竟從何而來。
什麼是蟲洞？
直到20世紀初，牛頓的萬有引力理論一直佔據主導地位。這個理論認為，宇宙中所有物體──包括你我──都具有一種內在的引力，這種引力會吸引其他物體。物體越大，這種內在的引力就越強。這就解釋了為什麼我們會「黏」在地球上，而不是飛向太空。
但在1915年，阿爾伯特·愛因斯坦徹底推翻了這種觀點。他提出，引力其實是時空（空間和時間結合成一個連續體）彎曲的結果。本質上，物體的存在本身就會使其周圍的時空變形，從而在宇宙中留下印記。
正是這種時空變形產生了重力效應。 「假設有你和另一個物體。你使你周圍的時空發生變形，而那個物體也使它周圍的時空發生變形，你們兩個都會落入對方的引力勢阱中，」卡內基美隆大學物理學教授理查德·霍爾曼說道。
現在，這一切都與蟲洞有關了。根據愛因斯坦和他的同事內森羅森的說法，蟲洞實際上是扭曲變形的空間，它以某種方式連接了時空中的兩個不同點。結果形成了一種隧道狀結構，可以是直的，也可以是彎曲的，連接宇宙中相距極其遙遠的兩個區域。
愛因斯坦的數學模型預測蟲洞的存在，但至今尚未發現任何蟲洞。名古屋大學的天體物理學家阿部文雄提出了一種尋找大型蟲洞（足以容納太空船）的方法：透過觀測恆星在蟲洞前方移動時的亮度變化。一種被稱為重力透鏡效應的現象會導致恆星亮度以獨特的方式波動。
然而，我們很可能在短期內都找不到大型蟲洞。
蟲洞的問題
到目前為止，物理學家還沒有找到蟲洞在宇宙中自然形成的方式。然而，理論物理學家約翰·惠勒表示，根據他的量子泡沫假說（即虛粒子以一種非常奇特的方式不斷產生和消失），蟲洞有可能自發性地出現和消失。
不幸的是，惠勒推測這些臨時形成的蟲洞會非常小，出現在普朗克尺度上，也就是大約10到33公分長。換句話說，蟲洞太小了，幾乎不可能被偵測到。
然而，假設我們能夠發現那些突然出現的小型蟲洞：我們或許能夠將它們擴大。而要做到這一點，你需要一種叫做奇異物質的奇特材料。
「宇宙中普通物質的規律是具有正能量密度和正壓，」奧斯汀高等研究院高級研究物理學家埃里克戴維斯說。 “奇異物質則略有不同。它具有負能量密度和/或負壓。你可以找到一團能量為負、壓為正的物質，反之亦然。”
奇異物質的負面特性可能會將蟲洞的邊緣向外推，使其足夠大且足夠穩定，足以容納一個人或一艘太空船穿過。然而，奇異物質並非易於取得；它只存在於理論中，我們不知道它的樣子，也不知道它在哪裡。
但假設我們克服了這些困難。我們發現了一個微型蟲洞，設法獲得了一些奇異物質，並將蟲洞擴大並穩定到足以容納一艘太空船的程度。霍爾曼解釋說，如果注入的不是奇異物質，蟲洞可能會完全失去穩定性。換句話說：進入蟲洞可能會立即致命。
蟲洞存在許多隱患，但這裡還有一個更大的隱患。蟲洞很可能連接兩個截然不同的時空；也就是說，入口可能位於一個完全不同的時代。這意味著穿越蟲洞存在著到達宇宙歷史上不同時期的風險。甚至有人提出，蟲洞可能連結完全不同的宇宙。好好想想這句話的意思吧。
談到利用蟲洞進行太空旅行的前景，戴維斯比霍爾曼更樂觀。他解釋說，只要掌握了奇異物質，就能從零開始製造出一個功能齊全的蟲洞。 （他目前正在多倫多的一個實驗室裡研究如何製造奇異物質。）霍爾曼則採取了更務實的態度。
「如果真能做到，考慮到宇宙中存在那麼多系外行星和恆星，你會覺得『其他人』早就做過了，」霍爾曼解釋道。 “但就我們目前觀測到的宇宙相當一部分而言，我們並沒有發現任何證據。這說明你可能只能走一條艱難的路了。”
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更正（2014年10月30日，美國東部時間下午12:24）：原報道稱戴維斯正在伊卡洛斯星際實驗室研究製造奇異物質的方法。實際上，他是在多倫多哈撒韋諮詢服務公司的實驗室工作。我們已更正錯誤，並對此深表歉意。
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