一个可穿越时空的虫洞是如何诞生的？（一）

在很多科幻作品中，经常会出现一些穿越的桥段，用的最多的可能就是超光速返回过去了，但在之前的文章，我们早已反驳了这种方式（事实证明，那部分的科幻作品，尤其是一些影视剧，也大都是三流水准）。

其次就是利用虫洞进行穿越了，实际上关于虫洞穿越这回事，最早还得从当年爱因斯坦和罗森在对史瓦西时空进行研究时发现的一个“宇宙通道”，可惜的是，当时他们发现的那个虫洞并不能实现穿越功能。

在之后就是索恩等人在上世纪八十年代对虫洞的贡献，理论上找到了一些能够穿越的虫洞，而事件的起因还源自当时的著名天文学家兼小说家萨根写了一部长篇小说——《接触》，小说中有个情节是主人公通过黑洞穿越到织女星，当时萨根对这个过程拿捏不准，于是就去请教索恩，看看从黑洞穿越是否有可行性。

作为相对论专家，索恩认为想要从黑洞中进行穿越，可能性几乎为零。但如果将黑洞换为一些特殊的虫洞，似乎事情又出现了转机，为此索恩特地对此事进行了研究，并且最后还发表了论文（这样的情节似乎和前几年索恩被邀请担任科幻片《星际穿越》的科学顾问一样，为电影中设计黑洞模型，考虑其科学性，最后还顺带发表了论文）。

在具体介绍这个特殊虫洞之前，我们有必要对一样我们经常看到的相对论科普图片进行一个讲解，该图片如下：

嵌入图

看着这个图片是不是感觉非常熟悉，这不就是物质压弯时空的示意图嘛？有什么好介绍的。实际上，关于这个图片还真的需要好好的介绍一番，因为很多人在听说时空弯曲一词后，在看到该图片都会先入为主的建立一些联想，比如将图片中弯曲的网格线认为是真正的客观时空，但实际上真正的时空是看不见

图片之所以这样描绘，是因为这样可以将弯曲一词足够直观的描绘出来，甚至于我得告诉你，图片上弯曲的网格线实际上仅仅是天体赤道面上的空间几何，没错那仅仅是一个赤道平面上的空间状况，并且之所以是一个凹陷下去的形象，那是因为空间尺度的径向坐标差与实际长度不相等，为此可以用一个欧氏柱坐标来画出这种长度不相等，从而表现出空间弯曲这种抽象的属性。

对于这种图片，科学家将其称为嵌入图，为了更好的介绍嵌入图（介绍虫洞前的必要准备），下面我们就介绍一个简单的嵌入图。

假设宇宙中存在一个孤单的球状天体，并且这个天体没有自转且所带电荷总体呈现中性，那么存在该天体的时空就被称为史瓦西时空。

史瓦西

如果更加宽泛一点，就得用到伯克霍夫定理，该定理告诉我们真空爱因斯坦方程的球对称解必为史瓦西解，也就是说只要该天体为球状，附近宇宙空间不存在其他物质，且无自转不带电，那么引力场方程的解就是史瓦西解，需要注意一点的是，该定理告诉我们，天体可以存在径向运动，比如沿着半径进行膨胀或坍缩，只需要保证物质是球对称分布即可。

这个定理是非常有用的，比如说咱们的太阳，从主序星到红巨星期间，我们都可以用史瓦西解去描述周围时空（虽然太阳周边存在不少物质，并且其自身也有自转等额外因素，但仍然可以近似使用史瓦西解）。

那么这样的一个天体对时空产生影响该如何通过嵌入图表现出来呢？