黑洞之间通过奇点产生“量子纠缠”

物理学的热点领域有时变幻莫测，理论物理学家在两个非常遥远的粒子之间建立了神奇的关联，然而，粒子的关联在量子力学上充满了奇异色彩，理论物理学家没有给出清晰的解释。他们现在有了更大胆的设想，穿越时空的“虫洞”连接了两个黑洞，相当于缩短了时空的距离，虫洞的物理本质是在黑洞之间建立了量子纠缠。有前瞻性和洞察力的物理学家力求将量子力学和爱因斯坦的广义相对论结合起来，量子力学定义了量子纠缠的概念，广义相对论定义了虫洞和黑洞的概念，很多理论物理学家认可量子力学和广义相对论的关联，但有些理论物理学家认为，量子力学和广义相对论只有数学推导的关联性。

量子纠缠将两个分散的粒子连成一个体系，当一个粒子的状态发生变化时，另一个粒子的状态即刻受到影响。量子力学对支配亚原子粒子运动的特性进行了描述，一个微小的亚原子粒子可以同时处于相反的条件或相反的状态，比如：一个原子可以同时处于一个或两个方向的旋转状态，同时处在向上和向下两个方向的旋转，当某位观察者开始检测原子的旋转方向时，观察者的检测相当于产生了干预行为，同时向上和向下旋转的原子状态随之发生了崩塌，或者变为一个向上的旋转，或者变为一个向下的旋转。

当两个原子发生量子缠绕时，即使彼此分离，它们也将受到相互缠绕的影响，发生量子纠缠的两个原子同时以两种完全交互的方式旋转，观测者发现了第一个原子向上旋转时，第二个原子即刻转变为向下旋转，反之亦然，即使两个相互缠绕的原子保持了数光年的距离，两个原子的互动性也是如此。虫洞概念与爱因斯坦的广义相对论有关，广义相对论表明了物体质量与时空的紧密联系，大质量的物体产生了大幅度的时空弯曲，质量弯曲了时空，产生了牛顿力学定义的物体引力。一个物体的质量只要足够大，它可以将时空弯曲为“隧道”的样式，在弯曲的时空隧道中，甚至连光也不能逃脱引力的束缚。

理论物理学家提出了设想，两个相互分离的黑洞通过“背靠背”的形式组合起来，好似两个背靠背的喇叭连成一体，两个黑洞的奇妙连接产生了时空穿越的捷径，理论物理学家将连接两个黑洞的通道称为虫洞。新泽西州的普林斯顿大学高级研究所的理论物理学家胡安·马尔达西耶和加州帕洛阿尔托的斯坦福大学的理论物理学家伦纳德·萨斯坎德进行了合作研究，他们设想了两个黑洞相互缠绕的情形，两个相互纠缠的黑洞在距离上相互分离，但在两个黑洞之间形成了一个真实的虫洞。

加拿大的维多利亚大学的克里斯坦·詹森和西雅图的华盛顿大学的安德里亚斯·卡屈在《物理学评论》杂志发表过文章，两位物理学家设想了一对相互纠缠的粒子，夸克和反夸克粒子出现在普通的3D空间，夸克和反夸克的粒子对产生了相互分开的光速运动，爱因斯坦在狭义相对论中限定了物体的运动速度，所有物体的运动速度不能超过光速，夸克和反夸克的粒子对难以将信号或信息从一个粒子传递到另一个粒子，两位物理学家假设了3D空间，而夸克出现在假设的4D空间的边界，在3D空间运动的粒子对通过“宇宙弦”产生了联系，而宇宙弦存在于4D空间，虫洞则由处于4D空间的宇宙弦构成。

位于坎布里奇的马塞诸塞理工学院（MIT）的物理学家朱利安·桑納以詹森和卡屈的理论成果为基础，设想了“夸克—反夸克粒子对”冲入强电场的情形，持有相反电荷的粒子对在相反的方向加速运动，相互纠缠的粒子对出现在3D世界，通过一个存在于4D世界的虫洞建立了连接，在线版的《物理评论通讯》发表了桑納的研究成果。詹森、卡屈和桑納三位理论物理学家几乎得出了相同的结论，他们共同引用了全息理论原理，而物理学家马尔达塞纳最先引进了全息概念，这一量子力学理论在原初时没有引力，缺少一个维度的空间后来加入了引力，多出了一个空间维度。黑洞有4D空间，在数学概念上相当于在3D边界的全息投影。虫洞和相互纠缠的粒子对没有处在同一的时空结构，但两者在数学概念上产生了互通性。

原初的量子化粒子出现在一个没有引力的时空结构，在一个没有引力的3D模式的世界中没有任何意义的黑洞或虫洞，连接一个更高时空维度的虫洞只是数学概念的合理推想，虫洞和量子纠缠相互等价，对黑洞和虫洞概念的描述只有在引力理论的基础上才有意义。物理学家构想了夸克和反夸克粒子对的概念，这一重要步骤对马尔达塞纳和萨斯坎德设想的虫洞和量子纠缠相互等价的物理理论带来了很大帮助。虫洞的几何结构和量子纠缠在同样的物理事实面前有不同的表现，怎样将概念变成实在性的物理实验？夸克和反夸克粒子对的概念增加了对虫洞和纠缠相互等价进行检验的可能。物理学家的设想需要得到验证，物理学进入新的领域，不能靠空穴来风的幻想，否则，物理学不会迎来一场全方位的深刻变革。

（编译：2021-12-9）