纠缠中的宇宙：量子、黑洞、虫洞( 二 ) 理论中的洞我们的故事从一个

这就冒犯了纠缠的“一夫一妻制”原则——一个粒子一次只能与一个粒子发生纠缠。为了让信息保留，一个辐射粒子必须与原来的伙伴粒子“离婚” ，即中断纠缠关系。然而，破坏这种纠缠关系，会在黑洞表面上释放出能量，于是这里将会有一个“火墙”形成。这样，信息虽然幸存了下来，但却违背了广义相对论，因为广义相对论要求一个黑洞表面附近的时空应该是光滑的。
发现虫洞
因此，我们需要一些方法来把两个理论融合在一起——量子化时空并形成一个关于引力的量子理论。而弦理论是最有望能把两个理论融合在一起的理论。弦理论用无穷小的振动的弦来代替当前的点粒子，并认为时空有着粒状的子结构，也就是说你不能无限地把时空分割为更小的单元。

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如果弦理论真的能解答黑洞的问题，那么它也特别擅长隐藏答案。弦理论有超过10500个解，每个解描述的是一个不同的宇宙。在这种情况下，找到可以描述我们宇宙的解，比大海捞针还要难。
然而在1997年，阿根廷物理学家胡安·马尔达西那给大家带来了一个新希望。他推测在某些时空内描述引力的弦理论方程刚好与描述这个时空表面上的量子方程是一样的。所以，如果你能找到描述这个时空表面上的量子方程，你就可以得到一个可以描述内部的引力弦理论方程。
马尔达西那的对应关系是一个大胆的推测，但是物理学家都觉得它是站得住脚的，尽管目前还没有人能严格地证明这个对应关系。
2001年，马尔达西那又发现了另一个有趣的联系，而这回仍与爱因斯坦有关。同样是1935年，爱因斯坦再次与罗森合写了一篇论文，揭露了黑洞的另一个奇怪的特性。他们发现，一个从外表上看起来如同两个独立的黑洞的东西，可以在内部连接起来。这个内部连接会形成一个穿越时空的捷径，这被称为爱因斯坦-罗森桥，也就是虫洞。
虫洞是什么？
虫洞是连接两个不同时空的隧道。虫洞有两个洞口，可以在宇宙中分离得很远，之间通过隧道连接起来，不过这个隧道不穿过正常的空间，而是在更高维度的空间下延伸的，就像一张纸上有一个洞一样，这个洞是三维的。蚂蚁可以通过这个三维的洞从一个二维世界到另外一个二维世界。所以从我们的宇宙中看不到它。尽管虫洞并没有被观测到，但广义相对论预言它是存在的。
虽然在科幻作品中经常把虫洞描述成一种可以进行星际旅行的工具，但是现实是残酷的。以前物理学家认为虫洞存在的时间极其短暂，刚刚形成就转瞬即逝，在这么短的时间内任何物质都来不及从一个洞口穿过去到达另一个洞口。后来物理学家发现，除非有大量的一种具有负平均能量的物质（下面简称为“奇异物质”）贯穿虫洞，使得虫洞打开并维持在稳定状态下，这样就允许其他物质穿越虫洞了。而且在实验中确实发现了“奇异物质”存在的证据，不过含量极少，但打开虫洞需要极其大量的“奇异物质” ，例如允许一艘宇宙飞船安全通过的虫洞，至少需要大约银河系发光物质总质量100倍的“奇异物质” 。由此看来，通过“奇异物质”来制造可以进行星际旅行的虫洞希望渺茫。
我们常说的虫洞一般指的是宏观下的一种时空结构。另外还存在一种微观下的虫洞。量子力学指出时空中充满了真空涨落，在普朗克尺度（1.62×10-33厘米）下，真空涨落更加剧烈，如沸腾了一样，充满了“量子泡沫” ，在这里会存在许多微小的虫洞，不过在这尺寸下的空间结构是不确定的，只能用概率来描述，而且这里不存在时间这种概念。
另外，我们还要注意到，虫洞不仅连接不同空间的两点，也可能同时连接不同时间的两点，如果穿越这样的虫洞，那么就可以穿越时间回到过去了，即虫洞可以拿来当作时间机器。不过一些物理学家经过计算发现，宏观物质在尝试穿越时间回到过去时，很有可能会使虫洞内的真空涨落变得异常之大，足以摧毁虫洞自身，而其中尝试穿越虫洞的物质也会随之毁灭。
量子纠缠和虫洞
让我们回到马尔达西那，他的计算表明，如果两个黑洞的量子状态处于纠缠态，这两个黑洞之间会形成一种虫洞。这还不算什么，惊奇的事情在后面：另一些物理学家通过计算发现，在两个处在纠缠态的微观粒子之间，也会形成一种极其微小的虫洞并把两个粒子连接起来。