上世紀八十年代，著名物理學家索恩因為好友薩根寫的長篇科幻小說——《接觸》的關係，與人合作研究出了一些具備穿越性質的蟲洞，在講解這些蟲洞之前，我們得先來看一下是如何從史瓦西蟲洞找到突破口的。

在之前的文章中我們曾埋下一個伏筆——伯克霍夫定理：真空愛因斯坦方程的球對稱解必為史瓦西解。而我們知道史瓦西解對應的蟲洞必定是不可穿越的，那麼反過來講，如果不是史瓦西解的話，那麼前提條件就得變化，真空、球對稱這兩個要素需要變化。

考慮到方便，我們決定讓真空不空，這句話是什麼意思呢？我們知道，所謂史瓦西時空，指的是宇宙中存在一個球對稱天體索所引起的時空變化，也就是除了這個天體外，周圍全是空的，沒有任何物質，而我們現在要讓真空不空，也就是除了天體外還要存在另外的物質場。

在這樣的非真空狀態下，除了要保證愛因斯坦引力場方程成立之外，求出的蟲洞還必須沒有事件視界，如此一來，這個額外需要的物質場將會以負能狀態存在，也就是說我們必須用大量的負能物質去“撐開”一個可穿越的蟲洞。

雖然感到不可思議，但物理理論並沒有否認負能物質不存在，相反的，我們已經擁有了負能物質存在的證據——卡西米爾效應，在真空中放置兩塊金屬板，可以發現兩塊板之間出現了除引力之外的力，這個效應源自真空漲落，板間的虛粒子密度低於板外，而板外的真空能量為零，因此板間的能量必須為負才行，也就是板間產生了負能物質。

那麼依靠負能物質產生的蟲洞到底是如何進行穿越的呢？一般來講，蟲洞的作用是連線宇宙間遙遠兩點的通道，或者是連線兩個不同宇宙間的通道，但原則上，我們可以製造出一個具備“回到過去”功能的蟲洞，你可以稱其為“時光機”。

我們將蟲洞的兩個開口命名為A、B，於是蟲洞的主要結構就為A、喉、B，並且我們在喉中放入一個鐘錶來記錄喉的時間，現在我們需要承認一個事實：如果物體穿越蟲洞的耗時非常短，可忽略不計，那麼物體在進入開口A，以及最後從開口B出來時，時間是一樣。

比方說，一個30歲的宇航員，在航行途中遇到一個蟲洞，他從開口A進入，很快的便從開口B出來了，此時他的年齡仍然是30歲，並且出來後的世界仍舊是他進入蟲洞時的模樣，也就是說可以用喉的時間來確定從蟲洞出來後的時間。

為了更加直觀的說明開口A、B與喉的關係，我們畫出下圖：

畫出時空圖，以時間t為豎軸，空間x為橫軸，左邊的為開口A的世界線，右邊的為開口B的世界線，開口中間的一條帶有黑點的線是喉的世界線，黑點意味著喉的時間。

需要注意的是，由於只有一個喉，因此物體從某個時間的喉進入，就必須從相同時間的喉出來，這樣才能表示物體進入蟲洞並且出來了。

從時空圖，我們可以看到，開口A一直是處於靜止狀態，也就是沒有移動，而開口B的世界線不是直線，所以它的運動過程是先遠離開口A，最後再返回到A旁邊。由於開口外的時空沒有物質，因此可以近似看做平直時空，而開口內的時空，則因為負能物質，所以其時空為彎曲的。

重點來了，對於平直時空上的運動來講，我們可以用狹義相對論進行談論，也就是說由於開口B的運動，導致內部喉的時間相比開口A的時間變慢了，而開口B的一來一回，就導致位於某個等時面上的開口A和B的時間不一致。

如果一來可以設定這樣一個場景，30歲的小明進入運動後歸來的開口B，此時開口B由於狹義相對論效應導致其內部喉的時間只有20，而之前咱們講到喉只有一個，不論是開口B還是開口A，所以小明從時間為20的喉進入，那必須也要從時間為20的喉出來，也就是說小明從開口B進入蟲洞，之後在從開口A出來時，他會發現周圍的世界一下回到了10年前，看見沒有，“穿越時空，回到過去”的願望實現了。

但不要高興的太早，雖然剛才我們確實製造出了一個能夠時空穿越，並且能夠回到過去的蟲洞，但我們似乎遺漏了一點，如果小明回到過去做了一些“壞”行為，一些能夠對現在產生影響的行為，那不就相當於破壞了因果性嗎？這該如何是好呢？

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