物理學(xué)家重新審視1935年的理論難題，發(fā)現(xiàn)著名的愛因斯坦-羅森橋連接的是相反的時間方向，而非遙遠的空間點。

數(shù)十年來，蟲洞一直被假設(shè)為神秘的隧道，或許能讓我們穿越星系甚至?xí)r間本身——但如果這一圖景完全錯誤呢？最新研究表明，物理學(xué)中最著名的“蟲洞”概念之一可能根本與穿越無關(guān)。

相反，它或許是時間本身的一面隱秘鏡像。通過重新審視近90年前阿爾伯特·愛因斯坦提出的一個概念，研究作者提出了一種新方法，以調(diào)和引力與量子力學(xué)的關(guān)系——甚至可能重新思考大爆炸的本質(zhì)。

研究者試圖融合愛因斯坦的引力理論與量子力學(xué)，這是物理學(xué)中最深刻的未解難題之一。這兩大理論框架各自運行極佳，但在黑洞內(nèi)部或宇宙誕生等極端條件下卻相互沖突。

新研究指出，解決方案或許一直隱藏在顯而易見之處——即一個長期被誤解的概念“愛因斯坦-羅森橋”之中。

愛因斯坦-羅森橋的奇妙案例

1935年，阿爾伯特·愛因斯坦和內(nèi)森·羅森并未思考蟲洞或宇宙高速公路。他們試圖解決粒子與引力統(tǒng)一描述中的問題。

他們的“橋”是一個連接兩個完全對稱時空副本的數(shù)學(xué)構(gòu)造，旨在保持物理方程的一致性，而非允許任何事物穿越。

幾十年后，物理學(xué)家將這一概念重新定義為蟲洞，將其想象為連接遙遠空間區(qū)域的隧道。然而，詳細計算表明此類隧道坍縮過快，無法穿越。因此在標(biāo)準(zhǔn)廣義相對論中，愛因斯坦-羅森橋是不穩(wěn)定且不可觀測的。

盡管如此，蟲洞的形象仍在流行文化和推測性物理中獲得了獨立生命。新研究回溯至愛因斯坦和羅森最初試圖解決的問題，并用量子理論的現(xiàn)代觀點——尤其是時間在微觀尺度如何運作——對其重新詮釋。

研究作者指出：“對愛因斯坦-羅森橋的這一新理解與經(jīng)典蟲洞無關(guān)，它旨在解決原始的愛因斯坦-羅森難題，并為彎曲時空中的量子場理論提供幺正性描述?！?/p>

蟲洞并非隧道

大多數(shù)基礎(chǔ)物理定律并不關(guān)心時間向前或向后流動。若在方程中逆轉(zhuǎn)時間方向，它們依然成立。這一對稱性通常被忽略，因為在日常生活中時間顯然單向流逝。

研究人員認(rèn)為，在微觀層面（尤其是黑洞附近或極端宇宙環(huán)境中），這種單向時間觀是不完整的。完整的量子描述必須包含兩個部分：一個時間向前流動，另一個則像鏡像般時間向后流動。
據(jù)此觀點，愛因斯坦-羅森橋并非穿越空間的隧道，而是連接這兩個相反時間方向的數(shù)學(xué)橋梁。這一重新詮釋具有深遠影響。

研究作者補充道：“這些數(shù)學(xué)橋梁不僅保留了愛因斯坦-羅森的原始構(gòu)想，還恢復(fù)了彎曲時空中的幺正性?！?/p>

例如，物理學(xué)最大的謎題之一是黑洞信息悖論。20世紀(jì)70年代，斯蒂芬·霍金證明黑洞會輻射并最終蒸發(fā)，看似摧毀了落入其中物質(zhì)的所有信息。這違背了量子力學(xué)的核心法則——信息必須永遠守恒。

悖論的產(chǎn)生源于物理學(xué)家通常僅用單一時間方向描述黑洞。在新框架中，信息并未在事件視界被摧毀，而是沿著量子態(tài)的鏡像時間反向分量持續(xù)演化。

從我們的視角看，信息消失了——但在基礎(chǔ)層面，信息并未丟失。量子力學(xué)定律得以保持完整，無需奇異物質(zhì)或?qū)垡蛩固估碚摰募みM修改。

對黑洞、大爆炸及宇宙本身的影響

若此圖景正確，其意義遠超黑洞范疇。例如，相同的時間鏡像結(jié)構(gòu)可能適用于整個宇宙。大爆炸或許并非時間的絕對起點，而是一次量子“反彈”——即收縮宇宙與膨脹宇宙之間的過渡，兩者時間方向相反。

在此情境下，我們的宇宙可能是前一宇宙中形成的黑洞內(nèi)部。當(dāng)該區(qū)域坍縮時，量子效應(yīng)阻止了最終奇點的形成，導(dǎo)致時空反彈并再次膨脹。

前一次反彈宇宙的某些痕跡（如小黑洞）可能幸存下來，并在我們當(dāng)前的宇宙膨脹中重現(xiàn)。有趣的是，此類遺跡或許有助于解釋目前所稱的暗物質(zhì)部分成因。

然而，這一觀點仍屬理論推測，并未預(yù)測科幻中的蟲洞、超光速旅行或時間機器。驗證它需要新方法以連接量子理論、宇宙學(xué)以及對黑洞和早期宇宙的觀測。

研究人員下一步將致力于完善數(shù)學(xué)框架，并尋找更清晰的觀測特征以證實或證偽這一理論。

該研究已發(fā)表于《經(jīng)典與量子引力》期刊。

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