地球儀和地球有什麼不同
蟲洞一直是科幻小說的素材。在科幻小說中，太空探險家穿過由兩個黑洞連線的時空蟲洞，這種時空蟲洞的天體密度如此之大，連光都無法逃脫其魔掌。
但是，黑洞真的是進入蟲洞的大門嗎？這些蟲洞會像《星際迷航》所描述的那樣，我們可以利用它們來穿越宇宙嗎？
簡短的答案是：可能不會，儘管宇宙的數學原理並不完全排除這種可能性。
就其本身而言，黑洞中心是一個奇點，一個密度無限的點。然而，在理論上，一個黑洞可能與一個被稱為白洞的映象雙胞胎配對，形成一個蟲洞。但是，這些理論上的蟲洞看起來與科幻小說中描述的蟲洞完全不同，傳統的蟲洞被預測為極其不穩定，這意味著它們會在一個物質粒子進入它們的瞬間崩潰。
一些物理學家預測，如果蟲洞是由一個旋轉的黑洞形成的，它可能會變得更加穩定，但我們對這種情況下發生的事情的認知充其量也是模糊的。
愛因斯坦-羅森橋
科學家們第一次發現黑洞並不是透過對宇宙的觀察，而是透過愛因斯坦的廣義相對論的數學推理。這些方程顯示，如果你把足夠多的物質壓縮成足夠小的體積，那麼引力就會壓倒所有其他的力量，並把物質縮小到一個無限小的點，即所謂的奇點。
去黑洞是一趟單程旅行。一旦越過其邊界，即所謂的事件視界，就永遠有去無歸。雖然黑洞一開始只是曾被認為愛因斯坦方程的一個小把戲，但天文觀測最終表明，黑洞確實存在於宇宙中。
但同樣的數學推理也允許黑洞的反面——白洞存在。白洞的中心也有一個奇點，周圍有一個事件視界。但是，在白洞中，人們不是掉進去就無法逃脫，而是永遠無法從外面到達事件視界，又稱事件穹界，因為它不斷地將洞裡的東西以超過光速的速度往外拋向宇宙。
發現第一種蟲洞的解決方案是史瓦西蟲洞（Schwarzschild wormholes），它出現在描述永恆黑洞的史瓦西度量中，但發現它會塌陷得太快，以至於任何東西都無法從一端穿越到另一端。可以雙向穿越的蟲洞，稱為可穿越蟲洞，被認為只有在可以使用具有負能量密度的外來物質來穩定它們時才有可能。 然而，物理學家後來報告說，微觀可穿越蟲洞是可能的，並且不需要任何外來物質，而只需要質量足夠小以至於不能坍縮成帶電黑洞的帶電費米子物質。 如果可能的話，這種蟲洞可能僅限於資訊傳輸，但如果現實可以用 Randall-Sundrum 模型 2（一種與弦理論一致的基於膜的理論）進行廣泛描述，人類可穿越的蟲洞可能存在。
這種將黑洞和白洞的成對奇點連線在一起形成的最簡單的史瓦西蟲洞，又被稱為愛因斯坦-羅森橋（
Einstein-Rosen bridge
）
，可以建模為愛因斯坦場方程的真空解，現在可以理解作為史瓦西度量的最大擴充套件版本的內在部分，描述了一個不帶電荷且不旋轉的永恆黑洞。這裡，“最大擴充套件”是指時空不應該有任何“邊緣”的想法：對於自由落體粒子的任何可能軌跡。
為了滿足這個要求，事實證明，除了粒子從外部落入事件視界時進入的黑洞內部區域外，還必須有一個單獨的白洞內部區域，可以推斷出粒子的軌跡。外部觀察者看到的粒子從事件視界升起。 正如最大擴充套件時空有兩個獨立的內部區域一樣，也有兩個獨立的外部區域，有時稱為兩個不同的“宇宙”，第二個宇宙允許我們推斷兩個內部區域中一些可能的粒子軌跡。這意味著內部黑洞區域可以包含從任一宇宙落入的混合粒子，因此從一個宇宙落入的觀察者可能看到從另一個宇宙落入的光，同樣來自內部白洞區域可以逃到任何一個宇宙中。所有四個區域都可以在使用Kruskal-Szekeres座標的時空圖中看到。
在這個時空中，可提出一個座標系，如果一個恆定時間的超曲面，一組具有相同時間座標的點，使得曲面上的每個點都有類似空間的間隔，給出什麼被稱為“類空間表面”並繪製了描繪當時空間曲率的“嵌入圖”，嵌入圖看起來像連線兩個外部區域的管，即“愛因斯坦-羅森橋” ”。值得注意的是，史瓦西度量描述了一個理想化的黑洞，從外部觀察者的角度來看，它是永恆存在的；在某個特定時間由一顆坍縮的恆星形成的更真實的黑洞需要不同的度量標準。當下落的恆星物質被新增到黑洞的地理圖上時，它會刪除圖中對應於白洞內部區域的部分，以及對應於另一個宇宙的部分。
愛因斯坦-羅森橋於1916年由
路德維希·弗萊姆（
Ludwig Flamm）發現，在史瓦西發表他的解決方案几個月後，並由愛因斯坦和他的同事羅森重新發現，於1935年發表了他們的結果。然而，在1962年，著名物理學家惠勒和
羅伯特·福格爾
發表了一篇論文，表明這種型別的蟲洞如果連線同一個宇宙的兩個部分是不穩定的。
根據廣義相對論，足夠緻密的質量的引力坍縮會形成一個奇異的史瓦西黑洞。然而，在Einstein-Cartan-Sciama-Kibble的引力理論中，它形成了一個規則的愛因斯坦-羅森橋。該理論透過消除仿射連線的對稱性約束並將其反對稱部分扭轉張量視為動態變數來擴充套件廣義相對論。這種扭轉自然地解釋了物質的量子力學固有角動量（自旋）。扭轉和狄拉克旋量之間的最小耦合產生排斥自旋，這是在極高密度的費米子物質中很重要的一種自旋相互作用。 這種相互作用阻止了引力奇點的形成。
儘管史瓦西蟲洞不能雙向穿越，但它們的存在啟發了
天體物理學、諾
貝爾獎獲得者、
基普·索恩（Kip Thorne）想象透過用奇異物質，具有負質量/能量的材料，開啟史瓦西蟲洞的“喉嚨”來建立可穿越的蟲洞。
其他不可穿越的蟲洞包括洛倫茲蟲洞，由
惠勒
於1957年首次提出、在洛倫茲流形描述的廣義相對論時空流形中產生時空泡沫的蟲洞和歐幾里得蟲洞（以歐幾里得流形命名，一種黎曼流形的結構）。
不是很有用
遺憾的是，愛因斯坦-羅森橋對於穿越宇宙並不十分有用。首先，蟲洞的入口位於事件視界的後面。由於一個人無法從白洞一側進入，那麼必須落入黑洞才能進入。但是一旦有人越過事件穹界，他們就永遠無法逃脫。這意味著，如果你進入蟲洞，你將永遠被困在裡面。
愛因斯坦-羅森橋的另一個問題是其穩定性。“這座橋是一種蟲洞，但它是瞬時的：在任何物體能夠利用它從一邊透過到另一邊之前，它就被掐斷。所以在這個意義上，我們並沒有真正的蟲洞，因為我們無法穿越它，”著名理論物理學家、薩米爾·馬圖爾（Samir Mathur）表示說。
馬圖爾是一位專門研究弦理論和黑洞物理的理論物理學家，現為俄亥俄州立大學物理系的教授，1991-99 年在麻省理工學院任教。他研究重點是弦理論、黑洞、AdS/CFT對應和宇宙學。他最出名的是
開發了毛球 （Fuzzball） 猜想模
型
作為黑洞資訊悖論的解決方案。Fuzzball猜想斷言黑洞的基本描述是由物質的量子束縛態給出的，該量子束縛態與相應的經典黑洞具有相同的大小。這種量子束縛態取代了視界和奇點，經典黑洞度量被聲稱是一種近似有效的描述。
2009年，馬圖爾發表了黑洞資訊悖論的強勢版本，透過證明對霍金的半經典分析的小規模區域性修正不能恢復
么正性
，加強了霍金的原始版本。
這一結果是透過將量子熵的強次加性應用於霍金輻射的蒸發而得到的。這導致了人們對資訊悖論的重新關注，並發展出了2012年的黑洞防火牆悖論。
這種不穩定性的存在是因為創造一個蟲洞需要對物質進行非常精確和謹慎的安排。任何擾亂這種微妙平衡的東西，哪怕是一個光包，或光子，都會觸發蟲洞的瞬間崩潰。蟲洞會像一根過度拉伸的橡皮筋一樣，以超過光速的速度自我撕裂，阻止任何東西沿著它旅行。
此外，物理學家大多認為白洞不存在於我們的宇宙中。與它們的同胞黑洞不同，白洞是非常不穩定的。根據數學計算，一旦有哪怕一點物質落到它們身上，它們就會立即爆炸。因此，即使白洞自然形成，它們也不會持續很久。
白洞存在的不確定性，愛因斯坦-羅森橋的不穩定性，以及它們的相對非實用性的結合，意味著如果蟲洞存在，它們可能不是愛因斯坦-羅森橋。
一個旋轉的奇點
也許有一種方法可以從一種更復雜的黑洞中建立一個蟲洞：將它們的旋轉考慮在內。所有的黑洞都會旋轉。著名紐西蘭數學家羅伊-克爾，首次取得愛因斯坦場方程的精確解、描述一旋轉大質量天體（例如克爾黑洞）周遭引力場的克爾度規的提出者，是第一個解決旋轉黑洞數學問題的人。
在旋轉的黑洞中心，極端的離心力將點狀奇點擴散成一個環。這個 “環形奇點”有可能成為一個蟲洞的入口，但穩定性問題又出現了。
“克爾洞的奇點被一個‘內視界’所包圍，而內視界又被‘外視界’所包圍。“馬圖爾說：”人們認為，內視界不是一個穩定的概念，少量的入射物質會完全改變這個視界內的區域，從而也會改變奇點。“這種不穩定性的最終結果還不清楚”。問題是，如果物質落向環形奇點，它就會遇到兩種相互競爭的影響：奇點本身巨大的引力，以及黑洞中心旋轉的極端離心力，後者將以相反的方向發揮作用。
可以想象，這不是一個值得人們滿意的情況，事情可能很快就會亂套。這種情況是相當不穩定，甚至可能完全阻止奇點的形成。在這種情況下，許多物理學家認為，一旦我們對這些物體有了更好的認知，來自旋轉黑洞的 “環形奇點 ”的概念將被一個更具體的想法所取代。