3分钟读懂虫洞与五维空间

宇宙浩瀚，但人类的探索从未止步。无论是科幻电影还是科幻小说，都在书写对未来的思考、对未知的大胆想象。《星际穿越》就为我们讲述了当人类遭遇生存危机时，穿越星系，寻找新家园的故事。影片所描绘的情景令人神往，宇宙飞船通过穿越虫洞，抵达另一个星系。又通过进入黑洞内部，突破时间空间的藩篱，改变了人类命运。

人民日报《发现》栏目邀请南开大学物理学院副教授李磊与记者周飞亚，聊聊虫洞、黑洞、五维空间、时空穿越等概念是否真的存在于宇宙中，人类距离真正了解它们，甚至实现电影中的穿越，还有多远？

虫洞，真的存在吗？

在电影《星际穿越》中，未来地球已经被狂躁的沙尘暴摧毁；宇航员库珀奉命飞往外太空，通过土星附近的一个虫洞飞往宇宙另一端，寻找人类适合居住的新星球。片中土星旁边一个美丽的球状物体就是虫洞，宇宙过于广阔，从地球到达新的星球，飞船仅仅超越光速还不够，还需要一个扭曲时空的虫洞。

李磊：虫洞是在广义相对论中容许存在的一种特殊结构，它可以把时空中的两个点直接连接起来，不管这两点在空间距离上或时间间隔上相距多远。对它的简单理解，就如同一张纸上相隔较远的两个点，通过折叠将两点重合在一起。

利用虫洞的特性，我们就有可能在较短的时间内完成远距离的空间旅行，或者进行时间旅行。不过，我们还没有在天文观测中找到虫洞存在的实验证据。在理论上也还存在各种各样的困难。例如，制造和维持虫洞可能需要具有负能量的物质。

如果定义真空所具有的能量为零，那么我们通常提到的所有物质和它们的运动形式都具有正能量，负能量就是能量比真空还低。现在知道，只有量子物理中的卡西米尔效应可以提供非常微弱的负能量。所以，虫洞能否存在或制造出来，在理论上还要等待完全量子化的引力理论来作出判断。

周飞亚：虫洞为啥叫虫洞？从苹果表面的一个点到另一个点，走的是一条弧线，但假如有一条虫子在两点之间蛀出一条通道爬过去，就可以走距离短得多的直线了。而我们所在的三维宇宙，就是苹果的表面。

这个形象的概念，在1957年正式诞生，1985年首次出现在科幻小说中——这部大名鼎鼎的小说，就是卡尔·萨根所作、后来被拍成了电影的《接触》。值得一提的是，正是《接触》的流行，使物理学家对虫洞产生兴趣，进行了更深入的研究——作为科学与文学的结晶，科幻，就是以这样的方式反哺着“父母”。

如今，在物理学意义上的虫洞有着多种模型，而在科幻小说和影视中，虫洞大都是以“交通要道”的面目出现的。这样的设定，表现了人们探索的欲望和对星空的向往。古往今来，人类一直在不断开拓自己的领地，向着未知的远方进发。我们的脚步，从非洲的一个原始部落迈出，踏遍了一块大陆，再跨越海洋或天空，覆盖了整个地球，最终将目光投向了浩渺宇宙。从这个意义上来说，虫洞，不仅仅是一条捷径，更代表了一个梦想。它所通往的，不仅仅是明确的目的地，更是无限新奇的未知世界。

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