黑洞和虫洞：通往其它宇宙的隧道？
【菜科解读】
据俄罗斯卫星网：黑洞(black hole)和虫洞（wormhole，又称爱因斯坦-罗森桥Einstein—Rosen 1idge）很早前就成为许多讲述科幻电影和电视的习惯性象征，在这些作品中，航空旅行者利用它们在宇宙中疾速移动。
穿越时空的旅行在多大程度上像是真实的？俄罗斯科研教育“5-100项目”大学的物理学家们向俄罗斯卫星通讯社和广播电台做了介绍。
什么是黑洞？
物理学家们通常把带有如此强的重力，以至于任何物质、能量一旦落到那里就无法挣脱的时空区域称之为黑洞。
黑洞在空间上受到边界的限制，任何物体或射线都无法挣脱到边界之外。
这样，身处黑洞之外的观察家们无法获知黑洞之内情况如何的任何信息。
俄罗斯人民友谊大学（PFUR）重力和宇宙学研究所教授基里尔·布龙尼科夫说，按照相对论，黑洞的几何形状是用爱因斯坦重力场方程（Einstein field equations）描绘的，方程之间的联系是扭曲的时空度量，度量拥有充填时空实体的性质，而重力--是时空曲率的表现。
布龙尼科夫介绍说：“学者们从理论上描述了黑洞的几个类别。
它们的区别在于是否具有或缺乏旋转、电荷和其它可能的参数。
有人认为，黑洞可能是在相当庞大的星体在其进化的最后阶段受到挤压时出现的。
”
布龙尼科夫说，无法看到黑洞，因为外部观察者无法直接从事件视界（event horizon）获得某种信息。
因此，黑洞只能间接表现自己--从经过它旁边的光线弯曲、从落到它上面的周边物质发出的电磁辐射，等等。
学者们迄今也不明白，黑洞的内部区域是什么样的。
按照相对论，黑洞内应该有无限大的时空曲率值、密度和物质压力。
但许多研究者们认为，这样是不可能的。
布龙尼科夫指出，“我们在这里遇到了我们关于时空的经典概念的适用边界，步入了一个目前还没有构建出来的量子重力的未知领域。
”。
洞悉黑洞内部的观察员在跨越事件视界时，来到了新的膨胀宇宙。
寻觅黑洞
地面-宇宙干涉仪观察项目“射电天文”（RadioAstron）于2019年年初结束，这种干涉仪的分辨率比着名的哈勃天文望远镜还要高几千倍。
“射电天文”项目有几十个最强大的地面射电天文望远镜和宇宙观测台，彼此之间靠专门算法连接。
莫斯科物理技术学院（MIPT）宇宙相对性客体基础和应用研究实验室主任尤里·科瓦廖夫透露，“射电天文”项目帮助俄罗斯天文学家们发现，在OJ287类星体中心的巨蟹星座中有两个超大黑洞，它们在相距不远处旋转。
他介绍说：“未来，我们计划借助于地面-宇宙干涉仪，在更短的波长内研究在我们的银河系和其它星系中的黑洞的邻域。
这有助于我们检验关于其它物体存在的‘虫洞'理论概念。
”
通往其它维度的隧道
虫洞--是宇宙最令人好奇的客体，学者们对它的存在争执不一。
这是我们所处宇宙的遥远区域之间，或者甚至是不同宇宙之间，以独特隧道形式出现的时空构型。
俄罗斯国立核研究大学莫斯科工程物理学院(MEPhI)教授谢尔盖·鲁宾介绍说：“虫洞与黑洞近似，因为它是带有相当强的重力和空间曲率的局部客体。
但与黑洞不同的是，虫洞没有‘陷阱'--事件视界，因此从理论上来说，不仅准许‘进入'，还准许‘出去'。
也就是说，虫洞是可以穿过的。
”
尽管虫洞不违背相对论，且一些宇宙理论已经预见到它，但担任这类客体角色的现实候选物体迄今仍是未知的。
此外，虫洞暗示着相当不典型的时空几何形状，为维持这种几何形状需要带有异样性质的物质（比如，带有阴性的能量密度）。
鲁宾强调：“在自然界发现虫洞或者在实验室中建造出虫洞，就意味着时空物理学的真正变革。
”
鲁宾不赞成荷兰内梅亨大学的海诺·法尔克(Heino Falcke)教授的信心，菜叶说说，后者相信，事件视界望远镜（Event Horizons Telescope）项目不久前捕捉到的M87星系中心的巨大黑洞图像可能证实了时空结构中的隧道的存在。
维度的精确度不足以得出最终结论。
与此同时，关于这些客体的理论概念有助于学者们更深刻地理解时空和重力的性质。
如何钻进虫洞？
俄罗斯康德波罗的海联邦大学教授阿尔乔姆·尤罗夫认为，不是所有有关通往其它维度的隧道的科幻电影都距离现代科学理论很远。
#p#分页标题#e#他介绍说：“在好莱坞电影《星际穿越》（Interstellar）中，关于黑洞和额外空间的信息符合科学概念。
这毫不令人惊讶，要知道电影的科学顾问是诺贝尔奖得主、黑洞物理学领域的专家基普·索恩（Kip Stephen Thorne）。
”
尤罗夫认为，虽然虫洞可用物理学定律来解答，它们无法自己出现，但在技术和科学方面极为发达的文明可以制造出虫洞。
今天物理学家们正在考虑构建不会快速塌落的虫洞的可能性，也在考虑如何使虫洞大到足以容身却又不连其中的分子都不遭到破坏。
鲁宾介绍说：“假定可以通过虫洞发送人类的基因组。
按照计算，存在通往额外维度的漏斗，但它们目前极小。
”
鲁宾认为，假定未来可以通过虫洞把人类从濒临毁灭的宇宙送往另一个刚开始存在的宇宙。
为此不一定把人类的形体发送过去，只需把基因组信息发过去就好了，人类文明在新宇宙中可以在这些信息的基础上自行恢复。
南极洲发现世界上最古老的冰芯？可能保存了500万年
现在，科学家们已经确定了可能是世界上最古老的冰芯的日期，其中一些部分可能保存了500万年前的样本。
南极洲等地的冰就像一个时间胶囊：它古老的、被困住的气泡提可以捕捉到几千年甚至几百万年前的地球大气的原始样本。
科学家们一直在寻找越来越古老的冰来扩大地球的气候记录。
像二氧化碳浓度这样的标志物可以与其他古代记录进行交叉检验，以更深入地了解遥远的过去气候是什么样的，以及事情是如何变化的。
现在，一个研究小组可能比以往任何时候都更深入地了解了迄今为止钻探到的最古老的冰芯。
该样本取自南极洲的Ong Valley，那里的冰川漂移使古冰层相对接近地表，受到一层岩石的保护。
在2017年和2018年的南半球夏季，该团队钻探了一个长9.5米（31英尺）的冰芯，并在此后分析了不同深度的材料的年龄。
研究人员检查了整个冰芯中铍、氖和铝的同位素的积累情况。
这些同位素是由高能宇宙射线与岩石物质碰撞产生的，其浓度可以提供一个指示，说明一个层最后暴露在表面的时间。
由此，研究小组能够计算出，该冰芯是由两个大的冰块堆积在一起组成的，这可能是由两个独立的冰川事件引起的。
上面的部分估计有300万年左右的历史，而下面的部分被测定为430万至510万年之间。
这几乎是之前的记录保持者（270万年）的两倍。
当然，这些都是估计，虽然可能有误差的空间，但研究小组说，分析三种不同的同位素使他们对年龄范围相当有信心。
虽然对400或500万年前的地球的一瞥无疑是非常宝贵的，但科学家们把目光投向了保存气候连续记录的冰芯。
目前的记录保持者横跨80万年，但科学家们的目标是收集不间断地延伸到一百万年的冰芯。
其中一些项目，包括Beyond EPICA，已经进行了几年的钻探活动。
这项新研究发表在《Cryosphere》杂志上。
相关报道：科学家发现世界上最古老冰芯（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学报（李木子）：南极洲的冰层就像一个时间胶囊，其中的古老气泡提供了数千年前的地球大气层快照。
为了延长地球的气候记录，科学家一直在寻找最古老的冰层。
如今，一个团队可能发现了“金矿”。
研究人员在横贯南极山脉的昂谷发现了一根近10米长、充满沉积物的冰芯。
他们估计这些冰有500万年的历史，可能是迄今为止发现的最古老的冰。
科学家7月15日发表在《冰冻圈》杂志上的用于测量冰芯年代的方法，可能为研究其他更古老的冰层样本铺平了道路。
大多数用于科研的冰芯都是从南极洲东部的一些地点收集的，那里的冰层由于降水而一层层沉积下来，甚至比昂谷的冰层更干净。
几个国际团队正在竞相从这些更为有序的地下深层沉积物中提取最古老的连续冰芯，并希望能得到延伸至150万年前的无缝大气情况时间线。
然而，新的方法可以确定更古老冰层样本的年代。
这些样本是由冰川沉积而成的，因为它们更接近地表，所以更容易获取。
这是文章主要作者Marie Bergelin的观点。
作为一位冰川地质学家，她在美国北达科他大学工作期间曾参与了昂谷冰川项目。
Bergelin并没有深入地下钻取冰芯，而是寻思：“我们还能在哪里找到古老的冰？我们还能去哪里找到独特的矿床？”2017~2018年，研究人员在昂谷收集了冰芯，他们选择的提取地点远离任何可能污染样本的落石区域。
研究人员根据对该地区冰沉积情况的了解开发了一个模型，描述了稀有的铍、铝和氖同位素是如何随时间推移在冰中累积的。
在将该模型的预测结果与10米长冰芯中测得的同位素剖面进行比较后，他们估算出，在一定深度内，一些冰的历史大约有300万年。
在该深度以下，同位素浓度远高于预期，这使得研究小组得出结论，在昂谷的这一地区，两个独立的冰层相互堆叠。
他们估计，其中更古老、更深的冰层年代在430万年到510万年之间。
纽约城市大学冰川地质学家Alia Lesnek说：“他们实际上为这片冰层提供了以前无法做到的数据分析，这令人非常兴奋。
”其他研究人员对该结果表示质疑，因为Bergelin和同事没有收集到碳同位素水平等数据，而根据这些数据可能会得出不同的年代。
科学家还想知道，该模型是否能适用于昂谷以外的冰层。
Bergelin说，测量3种同位素应该足以得出结论，因为大多数研究只使用一种或两种同位素，而碳14的衰变速度太快，无法确定数百万年前的冰层年代。
她认为，该模型可以应用于其他具有类似、孤立和埋藏冰层的南极地区。
尽管如此，科学家仍然对该冰层的年代及其意义感到兴奋。
“这项研究提供了非常有力的证据，证明冰芯或冰层样本可以保存300万年或400万年。
”曾就职于普林斯顿大学的古气候学家Yuzhen Yan说，“这为未来的钻取作业开辟了新的可能性。
”目前，最古老的连续冰芯可以追溯到80万年前的气候记录。
但科学家希望有一个不间断的环境记录，可以追溯到大约100万年前，当时地球气候发生了重大变化，冰河期的周期减缓。
理解发生这种突然变化的原因，可能有助科学家明确今天的气候变暖将带来什么。
一些项目已经开始钻探。
其中包括俄罗斯的VOICE项目和10个欧洲国家的合作项目Beyond EPICA。
“我们的目标是从南极洲的不同地方获得多个冰芯，以确保记录的准确性。
因此，只有一个国家或一个团体是不可能做到的。
”日本东京国家极地研究所的古气候学家Kenji Kawamura说。
