如上面的想像圖所示的蟲洞，在自然中從未觀察到，不過它們通過將黑洞模型與白洞模型連接起來，為理論物理學家和宇宙學家提供了廣義相對的解。

 

 

　　波普拉瓦斯基使用歐幾里德數學模型，以表明所有的黑洞在其內部可能都有蟲洞，在蟲洞中存在著與黑洞同時建立的宇宙。

　　「蟲洞」是宇宙中可能存在的、連接兩個不同時空的狹窄隧道；迄今為止，科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據，一般認為這是由於蟲洞很難與黑洞相區別。近日，《科學日報》（Science Daily）與《科學》（Science NOW）雜誌發表文章稱，我們的宇宙處於一個「蟲洞」內部，而蟲洞自身是一個處於更大的宇宙的黑洞的一部分，是這樣嗎？

　　很久以前，在一個比我們的宇宙大很多的宇宙中，一顆巨星坍塌了。它的內爆使其內部塞入了許多的物質與能量，這些物質與能量一起創造了一個連接另一個宇宙的蟲洞。同時在這個蟲洞內部，我們所處的宇宙誕生了。這個場景似乎很不切實際，但是一名理論物理學家宣稱這一場景的發生可能能夠幫助我們回答一些宇宙學中最令人困惑的問題。

　　我們宇宙的一些方面根本講不通。其中一個是引力。科學家無法建立一個能夠將引力與其他三個自然界的基本力——強核力、弱核力與電磁力——統一起來的數學公式。另一個問題是暗能量，這種神秘的現象看起來正在使我們的宇宙以一種不斷加快的速度在膨脹，按理說引力應當使宇宙收縮的，或者至少也應當減緩這種膨脹。

　　這些難題可能是不再尋找處於大爆炸中的宇宙的難解之謎的結果，波普拉瓦斯基說。大爆炸理論認為，我們的宇宙於大約137億年前，起源於一個單一的點——或者說奇點，此後一直在向外膨脹。美國印第安納大學（Indiana University）理論物理學家尼科德姆·波普拉瓦斯基（Nikodem Poplawski）主張，也許我們需要這樣考慮，即在大爆炸發生之前，有什麼導致了這些問題的出現？

　　答案是在大爆炸之前我們的宇宙就處於蟲洞中。根據波普拉瓦斯基的計算，另一個宇宙中一顆巨星的坍塌能夠創造一個蟲洞，蟲洞是連接另一個宇宙的時空管道。在蟲洞的兩端之間，可能能夠發展出與大爆炸相聯繫的類似環境，並且最終我們的宇宙就在這個蟲洞中誕生了。

　　這一推測能夠解決我們在引力與宇宙膨脹上的困惑。如果另一個宇宙在我們的宇宙之前就已經存在，引力就能夠追溯到一個點上，在這一點強弱核力與電磁力已經統一起來了。同時如果我們的宇宙現在正在朝其他蟲洞的末端膨脹的話，這種運動，而非難以捉摸的暗能量——就能夠解釋我們宇宙的膨脹了。

　　我們的宇宙誕生於一個蟲洞（也稱為愛因斯坦-羅森橋）的內部，這一觀點是由波普拉瓦斯基在發表於《物理學快報B輯》（Physics Letters B）雜誌上的一篇論文中提出的。這篇論文的最終版本於3月29日可在線獲取，同時還將正式發表在該刊物4月12日的雜誌版上。

　　波普拉瓦斯基利用被稱為各向同性坐標（isotropic coordinates）的歐幾里德坐標系（Euclidean-based coordinate system）來描述一個黑洞的引力場，同時用它來為大質量粒子（massive particle）向一個黑洞的徑向短程線運動（radial geodesic motion）建模。（註：1.各向同性：如果各個方向的測量結果是相同的,說明其物理性質與取向無關，則為各向同性。2.徑向：沿著直徑的方向，與軸向相對。）

　　通過研究史瓦西（Schwarzschild）黑洞與愛因斯坦-羅森（Einstein-Rosen）黑洞這兩種不同類型的黑洞——兩者都是廣義相對論在數學上合理的解——的「事件穹界」（指黑洞的邊界）上的徑向運動，波普拉瓦斯基確定只有實驗或者觀察能夠揭示一個粒子落入一個實際黑洞的運動過程。但是他同時還指出由於觀察者只能看到黑洞的外面，黑洞的內部無法觀察到，除非一個觀察者進入黑洞內部或者原本就居住在黑洞內部。

　　「如果假設我們的宇宙原本就在一個處於更大的宇宙的黑洞中，那麼這一條件（觀察到黑洞內部）就能夠滿足，」他說。「因為愛因斯坦的廣義相對論並未選定某個時間方向，假設如果物質在一個『事件穹界』上的引力塌陷能夠形成一個黑洞，那麼在未來相反的過程也將可能發生。這一相反的過程將能夠描述一個正在爆炸的白洞：物質從過去的『事件穹界』中湧現出來，就像正在膨脹的宇宙一樣。」

　　一個白洞通過愛因斯坦-羅森橋（蟲洞）與一個黑洞連接，同時假設是與一個時間倒流的黑洞相連。波普拉瓦斯基的論文表明所有天體物理學上的黑洞，不僅僅是史瓦西黑洞與愛因斯坦-羅森黑洞，可能都擁有蟲洞，而且在形成黑洞的同時，每一個蟲洞內部都形成了一個新的宇宙。

　　「從這一點可以得出，我們的宇宙自身可能是在一個處於另一更大的宇宙的黑洞中形成的，」他說。通過繼續研究各向同性坐標中的一個由星塵組成的球體的引力塌陷，同時將目前的研究結論應用到其他類型的黑洞中，我們的宇宙誕生於一個愛因斯坦-羅森黑洞內部的觀點能夠避免那些擁護大爆炸理論的科學家所遇到的問題，同時還能避免黑洞的信息丟失問題。信息丟失問題是指，關於物質的所有信息，在物質經過『事件穹界』時全部都丟失了（這個問題相應地也違反了量子物理學的許多定律）。

　　波普拉瓦斯基建立自己的理論稱，這個在各向同性坐標中、將我們的宇宙視為一個黑洞的模型，能夠解釋宇宙膨脹的起源。同時波普拉瓦斯基也承認，他的計算還需要進一步完善。一方面，他們需要描述蟲洞如何在第一個地方形成。同時目前對宇宙間的旅行還一無所知，波普拉瓦斯基補充道。蟲洞的物理特性類似於黑洞的物理特性。如果你能夠穿過蟲洞的「事件穹界」進入另一端的宇宙，那麼你可能永遠回不來。「這樣你將會被卡住，」他說。

　　波普拉瓦斯基是印第安納大學物理系的一名助理研究員。他在印第安納大學獲得物理學碩士和博士學位，同時在波蘭華沙大學（University of Warsaw）獲得了一個天文學碩士學位。

　　背景：

　　黑洞質量是如此之大，它產生的引力場是如此之強，以至於任何物質和輻射都無法逃逸，就連光也逃逸不出來；由於沒有光線，所以黑洞內部無法觀察到。白洞則是廣義相對論所預言的一種特殊星體，是與黑洞相反的天體。