本文原刊於 對話 本出版品支持 Space.com 文章。 專家之聲：專欄與見解。
蟲洞 它通常被想像成一條穿越空間或時間的隧道。這是穿越宇宙的捷徑 但這張圖是基於物理學家阿爾伯特愛因斯坦和內森羅森的誤解。
1935 年，在研究極重力區域中粒子的行為時，愛因斯坦和羅森 他介紹了所謂的「橋樑」。：兩個完全對稱的副本之間的數學聯繫 時空。它無意成為一條通道。但這是一個通行證。 保持一致性 重力與量子物理學之間畢竟，愛因斯坦-羅森橋與蟲洞有關。即使它與最初的想法沒有什麼關係。
但在 新研究我和我的同事展示了這座橋。愛因斯坦-羅森的原著指出了比蟲洞更奇怪、更基本的東西。
愛因斯坦和羅森談論的謎團從來都不是關於太空旅行。它是關於彎曲時空中量子場的行為。當這樣解釋時，愛因斯坦-羅森橋將充當時空的鏡子。它是兩個微觀時間箭頭之間的交界處。
量子力學控制的是最小層面的自然，例如粒子，而愛因斯坦則控制自然。 廣義相對論 它適用於重力和時空。協調兩者仍然是物理學最深刻的挑戰之一。有趣的是我們的新解釋可能提供一種方法來做到這一點。
被誤解的遺產
「蟲洞」解釋在愛因斯坦和羅森的工作幾十年後才出現。當物理學家推測從時空的一側穿越到另一側時 這在 20 世紀 80 年代末的研究中尤其如此。。
但這些分析也清楚地表明，這個想法只是猜測。在廣義相對論範圍內，這種旅行是被禁止的。橋折斷的速度比光能通過的速度還要快。因此無法通過愛因斯坦-羅森橋，因此它是不穩定且不可觀測的。這是一個數學結構而不是一個門戶
然而，蟲洞隱喻在流行文化和推測理論物理學中盛行。這個想法是 黑洞 它可能連接宇宙的遙遠區域。甚至充當 時間機器 ——激發了無數文件、書籍和電影的靈感。
目前還沒有巨大蟲洞的觀測證據。或任何有趣的理論原因。這預計會在愛因斯坦的理論中發生。雖然物理推測的延伸 – 例如 奇怪的物質形態 或者 廣義相對論的修改 — 有人建議支持這樣的結構。這仍然未經測試且具有高度推測性。
兩個時間之箭
我們最新的工作是對橋謎題的回顧。愛因斯坦-羅森使用現代量子時間解釋。它建立在 Sravan Kumar 和 João Marto 提出的想法之上。
最 物理基本定律 不要區分過去和未來。或在左右之間 如果等式中的時間或空間顛倒 規則將仍然有效。認真對待這些對稱性會導致對愛因斯坦-羅森橋的不同解釋。
相反，它是一條穿越太空的隧道。這可以理解為量子態的兩個互補要素：第一，時間向前流動；第二，時間向前流動。另一個方向從鏡面反射位置流回。
這種對稱性並不是一種哲學偏好。當分離出無窮大時，量子演化必須在微觀層面保持完整且可逆。即使存在重力
「橋」表達了這樣一個事實：兩個時間分量對於描述一個完整的物理系統都是必要的。在正常情況下，物理學家只選擇一個時間箭頭來忽略時間反轉部分。
但是在黑洞附近或是在膨脹和坍縮的宇宙中呢？這兩個方向必須結合起來才能描述相干量子。這是一座有橋的橋。愛因斯坦-羅森自然發生
解決資料衝突
在微觀層面上這座橋允許訊息通過我們看來的東西 事件視界 – 不歸路 資料不會遺失。它繼續發展 但另一方面反映了時間方向
該框架為著名的黑洞資訊悖論提供了自然的解決方案。 1974 年，史蒂芬‧霍金 展示 黑洞輻射熱量並最終蒸發。這似乎會抹掉掉進其中的任何東西的所有資訊。這與進化必須保存資訊的量子原理相矛盾。
只有當我們堅持使用單向時間箭頭來描述視界並外推至無窮大時，這種悖論才會出現——假設的量子力學本身並不需要它。
如果完整的量子描述是雙向的，那麼就不會真正失去任何東西。訊息離開我們的時間方向並以相反的方向重新出現。完整性和合理性得以保留。不依賴新奇的物理學
這些概念很難理解，因為我們是只經歷一個時間方向的巨大生物。在日常水準上，無序或熵趨於增加。高度有序的狀態不可避免地會演變成無序狀態，並且永遠不會返回。這給了我們時間之箭。
但量子力學允許更微妙的行為。令人驚訝的是，這種隱藏結構的證據可能已經存在。宇宙微波背景 — 餘輝 大霹靂 — 它顯示出輕微但持續的不對稱性。：鏡像上單一空間方向的設置。
這種異常現象讓宇宙學家困惑了二十年。標準模型需要非常低的機率。除非包含量子鏡組件。
首先是宇宙的迴聲？
這個圖像自然地與更深層的可能性連結在一起。我們所說的「大爆炸」可能還不是完整的開始。但這是反彈。它是宇宙演化過程中兩個階段之間的量子轉變。
在這種情況下，黑洞可以充當橋樑，而不僅僅是時間方向之間的橋樑。但在不同的宇宙學時代之間我們的宇宙 它可能在黑洞內部。 在另一個宇宙中形成 當一個封閉的時空區域崩潰、反彈並開始與我們目前觀察到的宇宙一起膨脹時，可能會形成這種情況。
如果這張圖是正確的，它也將為觀察者做出決策提供指導。反彈之前的物體，例如小黑洞，它可以在變化中倖存下來並重新出現在我們不斷膨脹的宇宙中。我們認為由暗物質構成的一些看不見的物質實際上可能是由這些古老的物體所創造的。
根據這種觀點，大爆炸是從早期的收縮演化而來的。蟲洞不是必需的。因為這座橋是臨時的。不是空間的，大爆炸變成了一扇門。不是起點
愛因斯坦-羅森橋的這種新解釋並沒有提供穿越銀河系的捷徑。不需要穿越，科幻小說裡不是有蟲洞嗎？ 超空間 所呈現的內容更為深刻。它提供了一致的量子重力圖景。時空在時間的相反方向之間創造了平衡，我們的宇宙可能在大爆炸之前就已經有歷史。
它並沒有推翻愛因斯坦的相對論或量子物理學。但它完成了這些事情。下一次物理學革命可能不會讓我們的速度超過光速。但它可以揭示那個時間。微觀世界深處與宏觀宇宙雙向流動
