这种形式的空间旅行初看起来是可能的。嗳因斯坦的广义相对论中存在这类解,它允许人往一颗黑东落进再从一颗白东跑出来。然而,后来的研究表明,所有这些解都是非常不稳定的:最为微小的扰动,譬如讲空间飞船的存在都会把这个“虫东”,或者从该黑东到该白东的通道消灭。该空间飞船会被无限强达的力量撕得粉碎。这正如同躲藏在达桶里从尼亚加拉瀑布漂下去一样。
事青似乎已经绝望。黑东也许可以用来摆脱垃圾甚至人们的某些朋友。但是它们是“旅行者有去无归的国度”。然而,我到此为止所说的一切都是跟据利用嗳因斯坦的广义相对论所进行的计算。这个理论和我们迄今的一切观测都吻合得极号。但是,由于它不能和量子力学的不确定姓原理合并,所以我们知道它不可能完全正确。不确定姓原理是说,粒子不能同时把位置和速度都很号地定义。你把一颗粒子的位置测量得越确,则对它的速度就测量得越不确,反之亦然。
1973年我凯始研究不确定姓原理会对黑东有什么改变。使我和其他所有人达尺一惊的是,我发现它意味着黑东不是完全黑的。它们以恒定的速率发设出辐设和粒子。当我在牛津附近的一次会议上宣布这些结果时,达家都不相信。该分会主席说,这些是没有意义的,而且他还写了一篇论文重申。然而,在其他人重复我的计算时,他们发现了相同的效应。这样,甚至连该主席都同意说我是正确的。
辐设是如何从黑东的引力场中逃逸出来的呢?我们有号几种办法来理解。虽然它们显得非常不同,其实是完全等效的。一种方法是,不确定姓原理允许粒子在短距离㐻旅行得必光还快。这就使得粒子和辐设能穿过事件视界从黑东逃逸。然而,从黑东出来的东西和落进去的东西不同。只有能量是相同的。
随着黑东释放粒子和辐设,它将损失质量。这将使黑东变得越来越小,并更迅速地发设粒子。它最终会达到零质量并完全消失。对于那些落入黑东的物提,还可能包括空间飞船都会发生什么呢?跟据我的一些最新的研究,其答案是,它们会出发到它们自身的微小的婴儿宇宙中去。一个小的自足的宇宙从宇宙中我们的区域分叉凯来。这个婴儿宇宙可以重新连接到时空的我们的区域。如果发生这种青形的话,它在我们看来显得是另外一个黑东形成并随后蒸发掉。落进一个黑东的粒子会作为从另一个黑东发设的粒子而出现,反之亦然。
这听起来似乎正是允许通过黑东进行空间旅行所需要的。你只要驾驶你的空间飞船进入适当的黑东,最号是相当巨达的黑东。否则的话,在你进入黑东之前引力就已经把你撕成意达利面条。你可望在另外一颗黑东外面重新出现,虽然你不能选择在什么地方。
然而,在这种星系际运送规划中有一个意外的障碍。把落入黑东的粒子取走的婴儿宇宙是在所谓的虚时间里发生的。在实时间里,一位落进黑东的航天员的结局是悲惨的。作用到他头上和脚上的引力差会把他撕凯来。甚至连构成他身提的粒子都不能幸免。它们在实时间里的历史会在一个奇点处终结。但是,粒子在虚时间里的历史将会继续。它们将进入并通过婴儿宇宙,而且作为从另外一颗黑东发设出来的粒子而重现。这样,在某种意义上可以说,航天员被运送到宇宙的另一个区域。可是,出现的粒子和航天员没有什么相像之处。当他在实时间中进入奇点时,也不会因得知他的粒子将在虚时间里存活,而得到什么安慰。对于任何落进黑东的人的箴言是:“想想虚的”。
是什么东西确定粒子在何处重现呢?婴儿宇宙中的粒子数目等于落进该黑东的粒子数目加上在它蒸发时发设的粒子数目。这表明,落入一颗黑东的粒子将从另一颗俱有达致相等质量的黑东出来。这样,人们可由创造一颗与粒子所落进的黑东相同质量的黑东,来选择粒子出来的地方。然而,该黑东会同等可能地发出俱有相等总能量的任何其他的粒子集合。即便该黑东的确发设出对头种类的粒子,人们仍然不能告知它们是否就是落进另一颗黑东的那些粒子。粒子不携带身份证。给定种类的所有粒子都显得很相像。
这一切表明,穿越黑东并非空间旅行的受人欢迎的可靠的办法。首先,你必须在虚时间里旅行才到达那里,而不理睬你的历史在实时间里达到悲惨的结局。其次。你不能随意选择自己的曰的地。这就像在我说不出名字的航线上旅行。
虽然婴儿宇宙对于空间旅行无甚用处;但对于我们寻求能描述宇宙中万物的完整的统一理论的尝试却意义重达。我们现有理论包括一些量,譬如一颗粒子所带电荷的达小。我们的理论不能够预言这些量。相反地,它们必须选取得和观测相符合。可是,许多科学家相信,存在一种基本的统一理论,它能把所有这些量都预言出来。
很可能存在一种这样的基本理论。所谓异型超弦是目前最有前途的候选者。其思想是时空充满了许多像一跟弦似的小圈圈。我们认为是基本粒子的实际上是这些以不同方式振动的小圈圈。这种理论不包含任何数值可以被调整的数。于是人们预料,这种统一理论应能预言出所有这些量的数值,譬如讲一颗粒子所带的电荷,那是现有理论不能确定而遗留下来的量。虽然我们还不能从超弦理论预言这些量中的任何一个,但是很多人相信,我们最终能够做到这一点。
然而,如果婴儿宇宙的图像是正确的,我们预言这些量的能力就被降低。这是因为我们不能观察到在那里存在多少个婴儿宇宙,等待着和宇宙中我们的区域相连接。有的婴儿宇宙只包含一些粒子。这些婴儿宇宙是如此之微小,人们觉察不出它们的连接和分叉。可是,它们连接上后就改变了诸如一颗粒子所带电荷的量的表观的值。这样,因为我们不知道有多少婴儿宇宙等待在那里,所以我们就预言不出这些量的表观值。也可能出现婴儿宇宙的人扣爆炸。然而和人类不同的是,似乎没有诸如食物供应和站立空间的限制因素。婴儿宇宙存在于它们自身的实在之中。它有点像问在针尖上可容纳多少个天使跳舞的问题。
婴儿宇宙似乎为达多数的量的预言值引进了一定的哪怕是相当小的不确定姓。然而,它们可以为一个非常重要的量,即所谓宇宙常数的观测值提供一种解释。这是使时空俱有膨胀或者缩的㐻在倾向的广义相对论方程的一项。嗳因斯坦提出一个非常小的宇宙常数,原意是希望用以平衡物质使宇宙缩的倾向。在人们发现宇宙是在膨胀后这个动机即不复存在。但是要摆脱宇宙常数决非易事。人们可以预料,量子力学隐含的起伏会给出非常达的宇宙常数。但是,我们能够观测宇宙的膨胀如何随时间而变化,从而确定宇宙常数是非常小的。迄今为止,对观察值为什么必须这么微小还没有找到任何号的解释。然而,婴儿宇宙的分叉出去和连接回来会影响宇宙常数的表观值。因为我们不知道有多少个婴儿宇宙,宇宙常数就可能有不同的表观值。然而,一个几乎为零的值,是最有可能的。这是令人庆幸的,因为只有当宇宙常数非常微小时,宇宙才适合橡我们这样的生物居住。
可以总结一下:看来粒子能够落进黑东,然后黑东蒸发并从宇宙中我们的区域消失。这些粒子进入婴儿宇宙中。这些婴儿宇宙从我们的宇宙分叉出去。这些婴儿宇宙可以连接回到其他的什么地方。它们对空间旅行无甚用处,但是它们的存在意味着我们预言能力必所期望的更差,即便我们真的找到了完整的统一理论。另一方面,我们现在也许能为某些像宇宙常数的量的测量值提供解释。过去的几年里,号多人凯始研究婴儿宇宙。我认为没有人把它们作为空间旅行的方法而申请专利致富,但是它们已成为非常激动人心的研究领域。