真實存在的宇宙飛船（墜道蟲洞）

2023-06-28 13:34:30

撰文/秦建

本文來自《知識就是力量》雜誌

我們的智人祖先從非洲出發，用雙腿走到了除南極洲以外的所有大陸，進而徵服世界。在此期間，我們馴服了馬，發明了輪子，在它們的幫助下，我們以更快的速度向未知之地進發。我們還砍下大樹，拓為獨木舟；砍下竹子，編為筏子；甚至吹脹羊皮，用以渡過江河，抵達依靠雙腳到不了的蠻荒島嶼。時至今日，汽車、地鐵、高鐵、飛機、輪船，織成密集的交通網，供所有人由此及彼，快速抵達，交通帶來的便利，有目共睹。然而，現代交通的弊端也有目共睹。我們對交通還有哪些期許？在未來，還有哪些交通工具供我們完成彼此的抵達？就讓我們一起進入科幻電影，感受屬於未來的交通方式吧。

穿過地心的超級地鐵

在電影《全面回憶》中，一條長達1.3萬千米的「墜道」穿過地心，乘客坐上列車，可以在17分鐘內抵達地球的另一端。這可真是個驚世駭俗的構想。要知道，飛機飛到地球另一端，得需要22個小時，因為是沿著球面飛了一個弧線，「墜道」則是抄近路的典範。事實上，墜道並不違反現有任何物理定律，當然，想要真正實現，有無數的工程難題等著科學家去解決。

電影《全面回憶》中的城市

假設「墜道」真的建成了，你從一個入口跳進去，會發生什麼呢？這取決於「墜道」連接的是地球表面哪兩個地方。如果是南北極，重力會使你不斷加速，只需要13分鐘，你就會以時速35000千米進入地心。在地心，你會處於航天員在太空中的失重狀態，因為這個時候你受到來自地球各個方向的拉力是相等的。一旦你越過地心，你的速度就會慢下來，直到你平穩地到達地球的另一端，整個過程只耗時37分鐘。

為什麼要強調是連接南北極的「墜道」呢？這是因為，連接其他地點的「墜道」會受到科裡奧利效應的影響。地球在不停旋轉，你跳下「墜道」之後，很快就會因為地球的旋轉而撞到「墜道」的牆壁上。當然，要克服這一點也很容易，如同電影《全面回憶》裡一樣，用附加動力來抵消科裡奧利效應。‍

通過蟲洞穿越星際

在電影《星際穿越》中，穿過蟲洞能使主人公庫柏等人在極短的時間裡抵達一個遙遠的陌生星系。

連接遙遠星系的蟲洞

那究竟什麼是蟲洞？它為什麼會有這樣奇妙的作用呢？1935年，物理學家愛因斯坦和內森•羅森根據廣義相對論，提出了一種連接兩個黑洞的通道的概念——愛因斯坦-羅森橋。

1955年，美國物理學家約翰•惠勒在研究愛因斯坦-羅森橋的數學模型時，證明有可能將宇宙中的兩處不同區域連接起來。惠勒認為愛因斯坦羅森橋不像橋，更像是蟲子咬穿蘋果後留下的洞。一隻螞蟻從蘋果的一端到另一端有兩個選擇，一是繞著蘋果彎曲的表面爬過去，二是咬穿蘋果鑽過去，顯然後者更難，但速度更快。想像一下，在更高緯的空間裡，如果我們所處的三維時空就像是蘋果皮樣彎曲著的，那麼穿越高維空間實體的「蟲洞」，必然可以讓我們更快地在三維空間中的兩個點之間往返，「蟲洞」這一風靡世界的術語由此誕生。

1987年，加州理工學院理論物理學家基普•索恩和他的兩名研究生一起，證實了蟲洞可以打開，但需要足夠多的某種具有負能量的物質。什麼是負能量呢？真空中的量子漲落具有能量，如果某物質的能量低於周圍空間的量子漲落能量就說這個物質具有負能量。

不幸的是，這樣製造出來的負能量實在太微不足道，根本無法用於維持蟲洞的開放。事實上，維持蟲洞的開放需要巨大的負能量，其總量幾乎相當於一顆普通恆星在一年中釋放出的全部能量。迄今為止，蟲洞依然是寫在紙上的美好傳說。‍

行星即是飛船

在科幻電影《流浪地球》中，當太陽突然老化、氦閃隨時可能發生時，人類團結一心，決定把整個地球作為飛船，逃到比鄰星去。要知道，無論是讓地球停止自轉，還是離開原先的軌道，亦或是讓地球向著太陽系之外飛去，都需要最為強勁的動力。