什麼是蟲洞？

在物理學中，蟲洞是一個假設的時空拓撲特徵，從根本上說，它是穿越時空的“捷徑”。理論上，蟲洞就像一條隧道，兩端分別位於時空的不同點上。1935年，阿爾伯特·愛因斯坦和內森·羅森在1935年首次提出了蟲洞的概念。他們認識到廣義相對論允許存在“橋”，最初稱為愛因斯坦-羅森橋，現在稱為蟲洞。這些時空管充當連線遙遠時空區域的捷徑。

請看下面的圖片，它顯示了蟲洞是如何將黑洞與白洞連線起來的。

到目前為止，在宇宙中還沒有觀察到蟲洞的證據，但是在理論層面上，對包含蟲洞的廣義相對論方程有有效的解。但是，假設廣義相對論是正確的，可能會有蟲洞。

什麼是白洞？

在廣義相對論中，白洞是一個假設的時空區域，它不能從外部進入，但物質和光可以從中逃逸。從這個意義上說，它是黑洞的反面，黑洞可以從外部進入，但是任何東西，包括光，都不能從中逃脫。（然而，理論上，旅行者有可能進入一個旋轉的黑洞，避開奇點，進入一個旋轉的白洞，讓旅行者逃逸到另一個宇宙中。

白洞出現在永恆黑洞理論中。除了將來的黑洞區域外，愛因斯坦方程的這種解在過去也有一個白洞區域。然而，這個區域不存在於透過引力坍縮形成的黑洞中，也不存在任何已知的物理過程，透過這個物理過程，白洞可以透過無法形成OLE。

像黑洞一樣，白洞也具有質量、電荷和角動量等性質。它們像其他物質一樣吸引物質，但是落向白洞的物體實際上永遠不會到達白洞的事件視界。有理論表明，白洞是由起源於另一個宇宙黑洞的物質創造出新的宇宙的。

什麼是黑洞？

根據廣義相對論，黑洞是一個空間區域，任何東西，包括光，都不能從中逃脫。它是由非常緊湊的質量引起的時空凹陷的結果。黑洞周圍有一個不可探測的表面，它標誌著一個不返回的點，叫做視界。它之所以被稱為“黑色”，是因為它吸收了撞擊它的所有光線，沒有反射任何東西，就像熱力學中完美的黑色物體一樣。在量子力學理論下，黑洞具有溫度的，並透過反質子的緩慢耗散而發出霍金輻射。

儘管黑洞內部不可探測，但透過它與物質的相互作用可以觀察到它。黑洞可以透過跟蹤一組圍繞空間某一區域執行的恆星的運動來推斷。或者，當氣體從伴星或星雲落進恆星黑洞時，氣體會向內旋轉，加熱到極高的溫度，併發出大量的輻射，這些輻射可以從地球和繞地球軌道執行的望遠鏡中探測到。

天文學家已經確定了許多恆星黑洞候選者，並在每個星系的中心發現了超大質量黑洞的證據。在觀察了附近恆星16年的運動之後，2008年天文學家發現了令人信服的證據，即一個擁有400多萬太陽質量的超大質量黑洞位於銀河系中心的人馬座A*區域附近。

黑洞是如何形成的？

大多數黑洞是當一顆被稱為超級巨星的巨星，比我們自己的太陽大至少20倍，死後留下的質量至少是一個太陽質量時形成的。當恆星耗盡氫或其他核燃料燃燒並開始坍塌時，它們就會死亡。

一顆超級巨星的死被稱為超新星。恆星通常處於平衡狀態，這意味著它們正在產生足夠的能量，使其質量在引力的作用下向外推。當恆星耗盡燃料來產生能量時，引力就會接管。引力很快地將恆星的中心向內拉（如此之快，以至於在一秒鐘內它必須重複幾千次），然後它就縮成一個小球。坍塌如此之快和劇烈，以至於產生衝擊波，導致恆星的其餘部分向外爆炸。當引力將恆星向內推時，恆星中心的壓力達到了一個極端水平，使得像鐵和碳這樣的重分子相互作用，釋放出核能。在很短的時間內（大約一個小時），恆星釋放的能量的速率非常之快，以至於超過了整個星系。

中心的球是如此的稠密（在一個小空間或體積的很多質量），以至於如果你能以某種方式挖出一茶匙的物質並把它帶到地球上，它會沉到行星的核心。如果原來的恆星足夠大，那麼這個密度很高的球被稱為奇點，即黑洞的核心，但如果不是奇點，它將變成中子星或矮星。

即使沒有超新星，只要在一個小空間中有大量的物質，沒有足夠的能量對抗重力，阻止它崩潰，黑洞就會形成。如果超新星如此明亮，為什麼我們不經常看到它們？實際上，在肉眼觀察超級新星之間通常有幾百年的時間。這是因為在一顆恆星的生命週期中，作為一個超級新星的週期，在一顆恆星生命週期的數十億年中，只有幾個小時。觀察天空中的一顆恆星和處於超新星狀態的機率（機率）等於數十億年來一小時的比率。

值得一提的是，使地球上的生命成為可能的所有較重的物質，如碳、氧、所有金屬等，是所有生物的組成部分，只能在超新星中心的極端壓力下形成。所以我們都是幾十億年前一顆爆炸恆星的殘餘灰燼。

在宇宙中每個主要星系的中間也發現了黑洞。這些被稱為超大質量黑洞，是最大的黑洞。它們形成於宇宙很小的時候，也幫助形成了所有的星系。

一些黑洞也負責製造類星體。類星體發生在黑洞消耗其周圍所有氣體的時候。當氣體接近黑洞本身時，它從一個叫做摩擦的過程中被加熱，並且發出如此明亮的光，以至於可以在宇宙的另一邊看到這種光。它通常比類星體所在的整個星系還要亮。當天文學家第一次發現類星體時，他們認為他們發現了離我們很近的物體。在使用了一種叫做紅移的測量技術之後，他們發現這些類星體實際上離宇宙很遠。

綜上所述，就目前的科技水平，科學家們僅僅證明了黑洞是存在，而蟲洞和白洞還沒有觀察到相關的證據，只是理論上存在，僅僅是一個理論假設。也許，隨著人類太空科技水平的提高，蟲洞和白洞都會被科學家證實其真實存在，到那時，跨越太陽系，實現星際旅行將不再是夢想。

在硬核科幻電影《星際穿越》中，地球上發生了枯萎病，可能不再適合人類繼續生存下去，因此一些先遣軍就出發去尋找新的家園。主角庫伯一行人就穿過了土星周圍的蟲洞，去到遙遠的可能宜居的行星，這顆行星正在繞超大質量黑洞執行。

蟲洞是一種特殊的時空結構，是愛因斯坦廣義相對論研究和預言的內容，因為時空彎曲的存在可能導致不同時間不同空間的兩個點連線到一起，穿越這個通道類似於一條捷徑。是愛因斯坦和其助手羅森一起研究的，因此又被稱為愛因斯坦-羅森橋。如果太陽系記憶體在蟲洞，那就可以實現穿於時空進行星際旅行了，距離我們最近的比鄰星在4.22光年之外，透過蟲洞可以快速到達比鄰星。有一種說法認為蟲洞是連線黑洞和白洞的一種通道，如果蟲洞是類似的結構那麼在太陽系內是不可能存在的。首先這種引力異常我們會輕鬆的探測到。

還有一種說法認為蟲洞是微觀世界的一種時空隧道，它們的尺寸非常小。如果要想透過蟲洞實現時空穿梭，那麼要保證蟲洞的直徑大於1光年，這才能保證我們在穿越蟲洞的時候不會被潮汐力撕碎。撐開衝動需要的是大量的負能量，目前我們根本實現不了。太陽系的半徑大約為一光年，如果存在一個直徑為一光年的蟲洞，那麼太陽系就被撐破了。當然這是人類未來進行星際航行的一個可能性，也許是唯一的一個，因為我們的速度是有限制的達不到光速，而宇宙又這樣廣闊。太陽系的半徑為一光年，銀河系的直徑為20萬光年，可觀測宇宙直徑大約是930億光年。傳統意義上僅靠光速實現不了星際旅行。

謝謝邀請。從目前的科學理論出發，蟲洞是空間彎曲到重合之後出現的跨越三維距離的一個捷徑。而使得空間彎曲，目前只有引力能做到。就是說，理論上只要有足夠強的引力，蟲洞就會出現。可是目前沒有證據表明有空間摺疊重合的跡象，也沒有理論支援這種引力強度的出現。但僅從黎曼幾何等純數學理論的角度，高維看低維的所有時空是同時存在的，只要從高維度去連結低維度，接觸的部分就不受時空限制。換句話說，如果從高維度去穿梭三維空間，任何接觸點都是蟲洞，就像多啦A夢的任意門一樣。所以蟲洞是一種科學假設，目前還沒有證據表明存在。但可以肯定的是:如果沒有蟲洞，我們目前的理論體系裡不可能實現星際旅行。