簡短地來說：蟲洞是連接兩個不同區域的時空隧道。如果成功制造穩定的蟲洞，便可以從時空隧道的一端穿越到另一端，實現穿越時空。相比之下，黑洞不會帶你通往“哪個地方”，而是貪婪地吞噬萬物。

蟲洞的形狀就像一個“漏鬥”（圖示為二維漏鬥）逐漸變細并連接着“喉嚨”部分（該部分雖然細小卻不會被折斷），“喉嚨”部分同樣連接着通往另一端的“漏鬥”。而黑洞的形狀雖然看起來也很像漏鬥，卻在奇點處戛然而止。可進行穿越的蟲洞，需要一定程度的規模和穩定性，以緻于蟲洞中不存在事件視界，或者任何導緻緻命危險的潮汐力。

蟲洞（左圖）與黑洞（右圖）的簡單概念圖

在過去很長的一段時間裡，黑洞與蟲洞總是被世人混為一談。例如，許多令人震撼的電影使黑洞和蟲洞之間的聯系變得更緊密。即使是在正統（非好萊塢）的物理圈裡，你有時也會發現人們在談論關于“穿越黑洞”的話題，而不是“貪婪的黑洞會吞噬一切”。

多年來，物理學家們對忽視解決問題的過程很敏感。例如在薛定谔方程中（描述物質的波性質），一個明顯無解且涉及到粒子穿過不可能存在界限的方案，事實卻證明是可行的，現今被稱為“量子隧道”。人們甚至可以擁有這些利用“不可能”的科學研究成功制造出全新的電子設備。

另一個例子是，狄拉克通過使用薛定谔方程并以相對論的形式重新編寫，得到了狄拉克方程（薛定谔方程與相對論互不相容）。他突然發現自己有了另一個解決方案，并暗示了反粒子的存在。關于反粒子的想法在當時聽起來相當荒謬，但在幾年後科學家發現了正電子與反電子的存在，狄拉克最終被證明是正确的。

從曆史的角度來看，物理學家對于抛開解決問題一直都猶豫不決，即使這個行為無疑就是在鑽牛角尖。而黑洞更像是個數學的無底洞，揭開它的謎底目前似乎是不可能的。

黑洞中心的奇點通常被描述為一個點。然而，這是物理學家們最初對黑洞進行研究理論時計算能力不足而導緻的誤解。奇點實際上可以存在多種形式。根據現代強大的計算機模型，當一個恒星塌縮形成黑洞時，密度變得足夠大的區域常常會形成“奇點片”。所有這一切都會在一個微小的奇點時刻結束，但它仍會很有趣。在旋轉的黑洞中（某種程度上，所有的黑洞都是如此），奇點以“環形奇點”的形式出現。奇怪的是，環形奇點會使時空拓撲在質量上有所不同，其方式并不完全相異于球體表面與甜甜圈表面質量不同。

通俗地說，如果在正常的空間裡沿着循環的路線一直走，将會回到最初始的地點。如果你是數學家，則能夠使用“連續變形”來證明這一點。

在正常情況下，在循環的路線上移動總能回到起點。假設路線途中經過環形奇點，情況将會有所不同。（如上圖）

循環路徑的大小隻要有微小的差别，結果就會截然不同。假設循環路徑穿過某個奇點，那麼循環途中的路徑将發生改變。因此，在穿過環形奇點的循環路徑中進行空間移動，最終不能讓你到達預期的位置。

這種奇怪的概念雖然聽起來很可疑，其實背後涉及到許多錯綜複雜的數學問題。比如複雜函數與複變函數，甚至還有許多在代數拓撲中簡直就是災難般的難題。不幸地是，目前為止還沒有人真正地目睹過“通往時空的大門”。

除了奇點之外，還有許多涉及到黑洞是如何運作的怪異難題。例如，黑洞将周圍的時空強行“攪亂”，以緻于它們表面（視界）的時間徹底指向下方。在這種情況下，你不僅得清楚地知道時空是四維（三個空間方向加上1個時間方向）的，而且時間的方向也會變得非常不同，所以這确實是非常荒誕的四維空間。目前人類對黑洞的研究收獲甚小，所以迫切地需要一個更好的坐标系來使科學研究變得容易些。

圖示為K-S坐标中的黑洞。該圖中，光線在任意地方以45°的角度傳播使物理家們很是興奮，但其他的一切都讓事情顯得非常奇怪。

在K-S坐标中（Kruskal-Szekeres cordinates），雖然情況仍有點難以捉摸，時間點在或多或少地上升（空間和時間圖的标準設置），光線沿對角傳播（同樣标準）。在這些坐标中，我們宇宙的一切（包括過去和未來）都處于右側，黑洞的視界為上對角線（在這裡未來是無限的，神奇吧？），奇點則是頂部區域的曲線。在這裡，坐标系開始變得怪誕起來。例如，科學家們假設黑洞永遠存在且大小不變，所以底部對角線表示無窮過去的客觀表現。在過去任意有限的時間點（如宇宙的起點）都會略高與下對角線。

重點來了：你可以利用這個坐标得到很多廣義相對論的物理學結論，這些結論都看起來順理成章。但是，在這個坐标中卻存在左側。理論上，廣義相對論對左右兩側的宇宙應該同樣适用，所以如果左側不僅僅是科學家利用數學計算得出的神奇模型，那麼它便會是完全獨立于我們宇宙的時空。由于沒什麼速度能比沿着對角線傳播的光更快，所以我們宇宙中的任何地方都不可能到達另一個宇宙。然而，如果你有一天不幸地墜入黑洞，你将有機會碰見來自另一個宇宙同樣遭遇此命運的路人，并且可以在奇點處撕碎之前進行一次友好愉快的聊天。

雖然你需要跑得比光速更快才能到達另一個宇宙（如果存在的話），卻可以遇到來自隔壁宇宙跑得比光速慢的旅行者。好處是你能邁出曆史性的一步結交到新朋友，代價是你會被黑洞吃掉。

假設有可能實現超光速旅行，并且黑洞的另一端通向着在數學意義上或環形奇點都符合我們預期的另一個時空，甚至可以安全地随意進出黑洞而不花費很長時間（事實上永遠也無法越過視界），那麼黑洞無疑是通往其他宇宙或獨立于我們的地方的通道。

所以，在過去的曆史中，人們會混淆或模糊黑洞和蟲洞之間區别的曆史，并非完全沒有原因。總的來說，黑洞意味着終止，蟲洞則意味着旅行。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. askamathematician-The Physicist

如有相關内容侵權，請于三十日以内聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!