虫洞是否存在？如有，是什么维持它？
要回答这个问题，咱们得先从理论说起。虫洞并不是凭空出现的概念，而是爱因斯坦的广义相对论所预示的一种可能性。简单来说，广义相对论告诉我们，质量和能量会扭曲周围的时空，就像把一个重球放在一张拉紧的布上，布面会凹陷下去一样。虫洞就是这种时空扭曲的一种极端表现，它可能形成一个“隧道”，将宇宙的两个地方连接起来。
想象一下，我们的宇宙就像一张巨大的纸。如果我们想从纸的这一头走到另一头，通常需要跨越很长一段距离。但如果有人能把纸对折，然后用一支笔戳穿两层纸，那么这支笔就构成了一个连接两个点的“捷径”，这就是虫洞的粗略比喻。
虫洞是否真的存在？
目前来说，我们还没有直接观测到虫洞的证据。它们依然停留在理论物理学的范畴。天文学家们一直在寻找可能指向虫洞存在的间接线索，比如异常的引力效应或者快速移动的物质，但迄今为止都没有确凿的发现。
不过，理论上确实存在几种类型的虫洞：
史瓦西虫洞 (Schwarzschild wormhole)：这是最简单也是最先被提出的虫洞模型，它源自对黑洞的理解。然而，这种虫洞非常不稳定，而且非常短暂，一旦形成就会迅速坍缩，根本无法让任何东西通过。它更像是一个瞬间的通道，然后就消失了。
克尔虫洞 (Kerr wormhole)：这是与旋转黑洞相关的虫洞。它比史瓦西虫洞要稳定一些，理论上或许能够让物体通过。但是，要通过克尔虫洞，需要穿越一个被称为“奇点”的区域，那里的物理定律已经失效，我们对其内部情况知之甚少。
可穿越虫洞 (Traversable wormhole)：这是我们最感兴趣，也是最具科幻色彩的虫洞类型。如果存在这样的虫洞，那它就能被我们用于星际旅行。然而，要让虫洞“保持开放”并且能够容纳物质或信息通过，它需要一些非常奇特的东西来支撑。
是什么维持着虫洞？
这就要说到虫洞维持的关键——负能量物质 (Exotic Matter)。
根据广义相对论，要让一个虫洞保持开放并且能够穿越，需要一种拥有“负能量密度”的物质来对抗虫洞自身坍缩的趋势。普通物质和能量我们都熟悉，它们都有正的能量密度，会产生引力，让时空向内弯曲。而负能量物质，顾名思义，它的能量密度是负的。
想象一下，虫洞的“喉咙”就像一个正在被挤压的管子，如果没有外力去支撑它，它会瞬间收拢。负能量物质就扮演着这个支撑的角色。它会产生一种“排斥性”的引力，或者说是一种抗引力效应，把虫洞的通道撑开，防止它塌陷。
负能量物质听起来很玄乎，它真的存在吗？
在我们的日常经验和我们所知的普通宇宙中，我们并没有直接观察到大量稳定的负能量物质。我们知道的物质，比如电子、质子、光子等等，它们的能量都是正的。
然而，在量子物理学中有一些现象似乎暗示着负能量是可能存在的，至少在非常小的尺度上，或者在特定条件下：
卡西米尔效应 (Casimir Effect)：这是量子真空的一个有趣现象。在两个非常靠近的导电板之间，由于限制了真空零点能的模式，会产生一种微弱的吸引力，但正是这种效应，在两板之间的区域会表现出负的能量密度。这个效应已经被实验证实，但其产生的负能量非常微弱且局域性极强。
量子真空涨落 (Quantum Vacuum Fluctuations)：量子场论告诉我们，即使在绝对的虚空中，也存在着能量的涨落，虚粒子对会不断地产生又湮灭。在某些特殊情况下，这些涨落可能会导致局部区域出现负能量密度。
如果虫洞真的存在，并且是可穿越的，那么它很可能需要大量这种奇特的负能量物质来支撑。这些负能量物质可能需要以某种方式被收集和集中，以维持虫洞的结构。
想象一下，一个可以穿越的虫洞，它的入口可能是一个巨大的、充满未知物质的空间奇点，而出口则通往另一个我们未曾见过的宇宙角落，或者宇宙的另一个时间点。支撑着这个通道的，是宇宙中最稀有、最神秘的“负能量”。
当然，这一切都还停留在理论层面。科学家们还在不断地探索，用更先进的观测设备去搜寻哪怕一丝虫洞存在的痕迹，或者在理论上深入研究负能量物质的可能性和稳定性。
总而言之，虫洞是否真实存在，以及由什么来维持它，仍然是现代物理学中最引人入胜、也最富挑战性的谜题之一。我们对宇宙的认知还在不断深化，也许未来的某一天，我们能够找到直接的证据，或者发展出能够利用这种时空捷径的技术。在那之前，虫洞依旧是我们对宇宙奥秘探索的浪漫想象。
网友意见
虫洞，学名爱因斯坦-罗森桥，是连接时空上两个点的捷径，超光速旅行和回到过去的热门候选方法，也是科幻小说中长盛不衰的话题。微观尺度上的虫洞在量子真空中不断出现，消失。但是，这样的微型虫洞十分微小，只能让基本粒子通过，所以这样的虫洞对于一心想要跨越星系，穿梭时空的人类来说说，没有实际的用处。
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Interstellar is REAL: Boffins create WORMHOLE in a lab要创造宏观尺度的虫洞并且让它保持稳定，我们需要负能量。
当然不是这种负能量。
负能量（negative energy）是一种奇特的能量。不过在介绍什么是负能量之前，我们需要先了解什么不是负能量。
负能量不是反物质。基本粒子都有对应的反粒子，相遇时会互相湮灭。比如正电子和电子湮灭时，会变成伽马射线。负能量也不是暗能量。暗能量是一种充斥于宇宙空间的能量，它以负压力的方式推动宇宙加速膨胀，但是却对制造虫洞无能为力。无论反物质还是暗能量，它们都是正能量。
那么什么是负能量呢？
从宏观上看，真空中一无所有。但是如果你凑近了看，却会发现这其实是一片活跃的量子海洋。粒子-反粒子对不停地凭空出现，然后湮灭消失。就像你从飞机上看风平浪静的大海，不会看见任何起伏。但是当你降落到海面，却会发现海面有波浪，还有泡沫。
在很短的时间内，能量并不守恒。量子泡沫从空间中借来能量，只要很快归还，大自然一点都不在乎。但是，如果我们有办法让这片喧嚣的海洋平静下来，真空就会表现出负能量。
在著名的卡西米尔效应中，我们就可以看到负能量的蛛丝马迹。
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Casimir effect在这个试验中，两块距离很近的平行金属板限制了它们之间的量子波动，使得金属板之间的量子波动小于金属板外的空间，这样外面的量子波动对金属板产生了向内的推力。你也可以把它看成金属板内的空间产生了吸引力，让两块金属板互相靠近。如果我们认为外部空间的平均能量密度是0的话，两块金属板之间就出现了负的能量密度。
另一个可以看到负能量的地方是黑洞。霍金在上世纪70年代提出了黑洞辐射理论。当一个粒子-反粒子对在黑洞视界边缘从真空中蹦出来，正打算度过它们短暂的一生，然后相互拥抱，重归虚无的时候，黑洞用它强大的引力打断了这一过程。于是，一个粒子掉进了黑洞的无底深渊，而另一个却得到了足够的能量，逃离了黑洞。这样，一个粒子（一份能量）就凭空产生了。基于能量守恒，掉进黑洞的那一个粒子必须带有负能量。吃掉这个负能量的黑洞质量反而变小了。长此以往，黑洞越来越小，最后在一道闪光中烟消云散。
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Black Hole Evaporation (page 3)让我们重新回到虫洞的话题。虫洞虽然寄托了我们超越光速的梦想，但是却可望而不可及。物理学家约翰·惠勒和罗伯特·富勒在1968年提出，大型黑洞无法保持稳定。和黑洞一样，虫洞也是一种极致的时空弯曲。它会在引力的作用下迅速崩溃，在它转瞬即逝的生命中，连光都来不及穿过去。
不过不要急于失望，后来的物理学家们（如基普·索恩）发现，负能量可以帮助虫洞保持稳定。由于负能量可以产生排斥的引力，如果把负能量放置在虫洞的通道周围，它就能抵消虫洞自身的引力，防止虫洞坍塌。
不止虫洞，科幻小说中另一个津津乐道的话题——曲率引擎，也离不开负能量的帮助。曲率引擎通过压缩飞船前方的时空，同时扩展后方的时空，制造一个时空泡，让空间推动飞船以超光速运动。而要维持时空弯曲，我们需要在飞船周围布置大量负能量。
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Wormholes, Time Machines & Warp Drives那么，怎样才能得到足够的负能量，来实现我们的超光速梦想呢？既然大自然时时刻刻都在整个宇宙范围内大量制造负能量，看起来也并不太稀奇。但是问题在于，我们需要把负能量和正能量分离，单独提取出来。这就走进了物理定律的雷区。
虽然空间中同时存在正能量和负能量，但是它们均匀的混合在一起，处于一种熵值极大的状态。假如我们能有效地把两种能量分开，无疑就降低了真空的熵值。我们得到的能量，可以用来驱动机器——这就是由真空能量驱动的第二类永动机。说到这里你肯定看出来了，从真空中提取负能量的想法违反了热力学第二定律。要想从真空中源源不断的获取能量，我们只能养一只普朗克长度的麦克斯韦妖精，让它在正反粒子对出现的瞬间，拿走其中一个。
大自然非常固执的坚持，负能量必须和正能量混合在一起。一份负能量必定和相应的正能量紧密相随。你想要得到的负能量密度越大，它存在的范围就越小。比如，在卡西米尔效应中，两片金属板距离越近，中间的负能量密度就越高。如果我们用卡西米尔效应的方式制造负能量，它的存在范围比普朗克长度大不了多少，这样的微型虫洞连一个质子都钻不过去。同时，如果你想要负能量和正能量分离的越远，你能得到的负能量就越小。即使你愿意付出正能量作为代价，要取得宏观尺度的负能量也十分困难。
我们可以设想用一个盒子来捕捉负能量。由于负能量总是和正能量混合，我们可以设法在负能量波动进入盒子之后，而伴随它的正能量进入之前关上盒子，这样就得到了分离的负能量。然而，关上盒子这个动作却会在盒子里产生一份正能量，把盒子里的负能量抵消掉，让我们费尽心机的捕捉行动无功而返。
所以，负能量虽然无处不在，但是我们却无法在宏观尺度上获取。同时，要维持虫洞和曲率引擎所需要的负能量却大得惊人（和大行星的质量差不多）。这个问题让我们对于虫洞和曲率引擎的美好憧憬只能停留在科幻小说，也把人类文明限制在可观察宇宙（甚至太阳系）中，无法迈向无垠的星辰大海。
虫洞（Wormhole）又称爱因斯坦－罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。
由阿尔伯特·爱因斯坦提出该理论。简单地说，“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道，所以也叫"灰道"。
虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出的概念，1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设，认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。迄今为止，科学家们还没有观察到虫洞存在的证据，一般认为这是由于很难和黑洞相区别。
虫洞
为了与其他种类的虫洞进行区分，例如量子态的量子虫洞及弦论上的虫洞，一般通俗所称之“虫洞”应被称为“时空虫洞”，量子态的量子虫洞一般被称为“微型虫洞”，两者有很大的区分。
黑洞有一个特性，就是会在另一边得到所谓的“镜射宇宙”。爱因斯坦并不重视这个解，因为我们根本不可能通行。于是，连接两个宇宙的“爱因斯坦—罗森桥”（Einstein—Rosen bridge）被认为只是个数学伎俩。
但是，在1963年时，新西兰的数学家罗伊·克尔的研究发现，消耗掉大量氢燃料的的巨大恒星无法与自身引力相抗衡时，会自行崩塌，其中的时空受到大规模扭曲形成黑洞时，将会成为动态黑洞；史瓦西的静态黑洞并不是最佳的物理解法。然而，实际上恒星会变成扁平的结构，不会形成奇点。也就是说：重力场并非无限大。这使得我们得到了一个惊人的结论：如果我们将物体或太空船沿着旋转黑洞的旋转轴心发射进入，原则上，它可能可以熬过中心的重力场，并进入镜射宇宙。如此一来，爱因斯坦—罗森桥就如同连接时空两个区域的通道，也就是“虫洞”。为超弦理论提供了部分理论支持。
早在19世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。
“瞬间移动”的可能，如同超时空转换。
随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。
据科学家猜测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。
科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。
虫洞来源
虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞——黑洞的相反物理量子解的时候，通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉，它就是一种特定的虫洞。（右图片绘制：张嘉年）
自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。
虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。
虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。理论推出的虫洞还有许多特性，限于篇幅，这里不再赘述。
总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。
虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙，宇宙项是必须的，而且，在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。那么，为何目前宇宙的宇宙项变为零呢？柯尔曼说明：在爆炸以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。
旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。
最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。
理论形成
虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候，通过一个阿尔伯特・爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉，它就是一种特定的虫洞。
自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质产生了兴趣。
虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特？爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。
虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。
虫洞没有视界，它只有一个和外界的分界面，虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接，在这里时空曲率并不是无限大，因而我们可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力摧毁。
黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章”的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在，科学家们也只是得到了一些间接的旁证。当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题，例如，一颗能形成黑洞的冷恒星，当它坍缩时，其密度已然会超过原子核、核子、中子……，如果再继续坍缩下去，中子也可能被压碎。那么，黑洞中的物质基元究竟是什么呢？有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢？如果没有斥力，那么黑洞将无限地坍缩下去，直到体积无穷小，密度无穷大，内部压力也无穷大，而这却是物理学理论所不允许的。
总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。
虫洞示意
旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。
最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。
物理学家一直认为，虫洞的引力过大，会毁灭所有进入它的东西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假设宇宙中有虫洞这种物质存在，那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端（入口），那你就会于12：00从虫洞的另一端（出口）出来。
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。虫洞(Wormhole)，又称爱因斯坦-罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。
自然产生机制
虫洞的自然产生机制有两种：
其一，是黑洞的强大引力能。
其二，是克尔黑洞的快速旋转，其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿，成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下，可以确定它们的出口在那里，但是现在还不可能完全完成，因为量子理论和相对论还没有完全结合。
个人假设
1.虫洞像河流，通过的物体像船，船顺河而下。
2.虫洞体像一个圆柱形磁铁，强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解，以波的形式在柱心管道运行，在出口处还原。通过的物体类似一个障碍，造成波的某一部分形变，然后这个形变推移到出口。
可能还涉及到横波、纵波，波的反射、折射、衍射，物质的不均匀、空间的不规则，如同水中气泡般的宇宙空洞。
3.虫洞像一个圆柱形隧道，通过时间扭曲，把物体吸入里面，进行太空旅行。
4.可以这么说，如果在一张纸的两边有两个点，将纸叠起来，相当于将空间与时间重叠，用笔穿过两个点所形成的洞就相当于虫洞，虫洞可以使时间缩短，但现实却会经历很长时间。
想象中的虫洞
虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。
虫洞在史瓦西解中第一次出现，是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验，发现时空可以不是平坦的，而是弯曲的。
我们先来看一个虫洞的经典作，将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即爱因斯坦—罗森桥）被传送到这个白洞的所在，并且被辐射出去。
当然，前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路，但是虫洞的作用远不只如此。
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”，
虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具，它还在宇宙的正常时空中出现，成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道，
虫洞没有视界，因而我们可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力所毁。
量子纠缠
将两个黑洞纠缠在一起，然后再将它们分离，就可制成一个虫洞连结在它们之间（基本而言，一条捷径）。类似地从弦理论来检视，纠缠两个夸克也会有同样的作用。
这些理论结果为一些新理论提供支持。这些新理论表明，引力与它的物理性质不是基础的，而是来自于量子纠缠。虽然量子力学正确地描述在微观层次的相互作用，它尚未能够解释引力。量子引力理论应该能够演示出古典引力不是基础的，就如同阿尔伯特·爱因斯坦所提议，而是从更基础的量子现象产生
施温格效应（Schwinger effect）从真空生成的纠缠粒子对，处于电场的作用下，可以被捕获，不让它们湮灭回真空。这些被捕获的粒子相互纠缠，可以映射到四维空间（一种时空的表现）。与之不同，物理学者认为，引力存在于第五维，按照爱因斯坦的定律，将时空弯曲与变形。
根据全息原理（holographic principle），所有在第五维的事件可以变换为在其它四维的事件，因此，在纠缠粒子被生成的同时，虫洞也被生成。更基础地，这论述建议，引力与它弯曲时空的能力来自于量子纠缠。
默认问的是可穿越虫洞，GR的话需要exotic matter，或者能起到exotic matter作用的物质分布（Casimir energy，Dirac场之类的）
或者推翻广义相对论，不是，修改引力理论
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@Serendipity 还能不能让我好好搬砖了
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