虫洞旅行是太空科幻中最常见的元素之一。假设的宇宙飞船可以通过穿过虫洞实现超光速旅行（FTL，-than-light），瞬间到达太空中非常遥远的地方。由于广义相对论认为宇宙中不存在比光速更快的速度，因此虫洞旅行在广义相对论下并不存在。
不过，最近的物理学研究表明，这种虫洞可能存在于量子物理主导的微观层面。最近的一项研究为这种观点增添了新的证据。普林斯顿高等研究院理论物理学教授胡安和普林斯顿大学天体物理学研究生共同研究了“现有物理学允许”且足够大到可以让人类进入的虫洞的可能性。这篇题为《人类可以穿越的虫洞》（）的论文发表在预印本网站上。
图 | 黑洞的假设图像（来源：今日）
虫洞的概念最早是由德国物理学家卡尔提出的，它是爱因斯坦广义相对论中场方程的解（物理学中称为度量），为黑洞的存在提供了第一个理论基础。
理论上，度量可以预测“永恒黑洞”的存在，即时空各点之间存在“直接联系”，但提出的虫洞（也称为爱因斯坦-罗森桥）坍塌得非常快，而且非常不稳定，以至于任何东西都不可能成功进入并穿过它们。
此外，这种可穿越的虫洞需要满足特殊条件才能出现，比如负能量的存在（这在宏观物理学中是不允许的，但在量子物理学中是允许的）。对此英语作文，并表示量子物理学中的“卡西米尔效应”就是一个很好的例子。量子场在沿着闭合圆路径传播的过程中会产生负能量。这种效应的影响通常很小，但对于磁荷很大的黑洞来说，影响就很大。正是出于这个原因，物理学家想到利用“带电无质量费米粒子”的特性作为起点，构造一个足够稳定的虫洞。
具体来说，当一个“带电无质量费米粒子”在带磁荷的黑洞附近沿着黑洞磁场线的轨迹运动时（类似太阳风和地球磁场中带电粒子的运动状态产生极光），黑洞附近的“真空能量”可以被修改为负值（负能量的概念），从而支持稳定虫洞的存在，不让虫洞在有东西“穿越”之前坍缩。
虽然这种类型的黑洞已经足以让微观粒子“穿越”，但是如果想建造一个可以让人“穿越”的虫洞，就必须另辟蹊径，在标准模型之外寻找物理学中的方法。
并认为一种名为-II的模型（又称五维扭曲几何理论）是构建此类黑洞的解决方案。该模型最初由理论物理学家丽莎和拉曼提出，用于解决粒子层次问题。它以数学方式描述了五维时空中的宇宙，让物理学家能够在较低的能量水平上解释一些理论。然而，它的第五维仅通过引力与我们熟悉的物质相连，因此无法被探测到。
其实这个模型其实相当于在我们已知的理论基础上，增加了很多个无质量、相互作用很强的场，所以这个模型就涉及到了负能量的概念。
论文中提出，这种模型构建的稳定虫洞的外形应该类似于中型带电黑洞，会产生引力“潮汐力”，可以扰乱航天器的轨迹。航天器必须配备非常强的推力装置才能成功进入这种虫洞，但进入虫洞后，航天器能否成功“穿越”仍是一个问题。哈佛大学物理学研究人员认为，虽然稳定虫洞可能存在，但实际完成虫洞所需的时间可能比从虫洞外部“穿越”不稳定虫洞要长得多。
在广义相对论中，物体的速度越接近光速，其自身参考系中时间的流逝就越慢。例如，假设一名宇航员能够成功驾驶飞船穿越基于-II模型的虫洞，行驶10万光年的距离。对于宇航员来说最早的物理学家，穿越本身可能只是一瞬间，但对于地球上的人来说，穿越可能需要1万多年的时间。
图 | 宇宙飞船“穿越”虫洞的假设图像（来源：NASA）
虽然由于虫洞的引力，飞船不需要额外的燃料就能完成穿越，但他认为，由于任何物体进入虫洞都会被加速，外太空广泛存在的宇宙背景辐射也可能对穿越虫洞的宇航员造成致命的危害。即使抛开危害不谈最早的物理学家，人类目前的科技水平还远远不能建造出“能穿越这种虫洞”的飞船。
并在论文中强调，他们的研究只是为了探索“广义相对论和量子物理的相互作用是否允许稳定虫洞的存在”。但就结果而言，虽然我们并不知道宇宙中是否真的存在这样的虫洞，也没有技术可以利用这样的虫洞进行长距离太空旅行，但至少目前为止，科幻小说中“穿越虫洞”的场景在物理学上并非完全不可能。