60多年前，愛因斯坦提出了「蟲洞」理論。那麼，「蟲洞」是什麼呢？簡單地說，「蟲洞」是宇宙中的隧道，它能扭曲空間，可以讓原本相隔億萬公里的地方近在咫尺。
早在20世紀50年代，已有科學家對「蟲洞」作過研究，由於當時歷史條件所限，一些物理學家認為，理論上也許可以使用「蟲洞」，但「蟲洞」的引力過大，會毀滅所有進入的東西，因此不可能用在宇宙航行上。
隨著科學技術的發展，新的研究發現，「蟲洞」的超強力場可以通過「負質量」來中和，達到穩定「蟲洞」能量場的作用。科學家認為，相對於產生能量的「正物質」，「反物質」也擁有「負質量」，可以吸去周圍所有能量。像「蟲洞」一樣，「負質量」也曾被認為只存在於理論之中。不過，目前世界上的許多實驗室已經成功地證明了「負質量」能存在於現實世界，並且通過航天器在太空中捕捉到了微量的「負質量」。
據美國華盛頓大學物理系研究人員的計算，「負質量」可以用來控制「蟲洞」。他們指出，「負質量」能擴大原本細小的「蟲洞」，使它們足以讓太空飛船穿過。他們的研究結果引起了各國航天部門的極大興趣，許多國家已考慮撥款資助「蟲洞」研究，希望「蟲洞」能實際用在太空航行上。
宇航學家認為，「蟲洞」的研究雖然剛剛起步，但是它潛在的回報，不容忽視。科學家認為，如果研究成功，人類可能需要重新估計自己在宇宙中的角色和位置。現在，人類被「困」在地球上，要航行到最近的一個星系，動輒需要數百年時間，是目前人類不可能辦到的。但是，未來的太空航行如使用「蟲洞」，那麼一瞬間就能到達宇宙中遙遠的地方。
據科學家觀測，宇宙中充斥著數以百萬計的「蟲洞」，但很少有直徑超過10萬公里的，而這個寬度正是太空飛船安全航行的最低要求。「負質量」的發現為利用「蟲洞」創造了新的契機，可以使用它去擴大和穩定細小的「蟲洞」。
科學家指出，如果把「負質量」傳送到「蟲洞」中，把「蟲洞」打開，並強化它的結構，使其穩定，就可以使太空飛船通過。
蟲洞，這個科幻園地中的主題，今天已從紙面躍出，成為天文學家搜索的目標。蟲洞為何那麼吸引人?因為它為星際航行提供了一條捷徑。例如從地球飛往最近的鄰居——半人馬座——比鄰星，將要飛奔4光年的旅程，而通過蟲洞，卻只需幾小時就夠了。
其實，遠在廣義相對論發表後不久，科學家就在理論上發現了蟲洞的存在，但此後，對它的研究進展很慢，它的不少性質仍然十分模糊。例如，它僅能讓光線通過?抑或也可使飛船穿行？直到1988年，美國加州工學院的桑恩等人，對蟲洞作了較為深入的研究，才肯定蟲洞的兩端皆可出入，並非像黑洞那樣是「單行道」。此外，旅行者在洞內僅受到一般的加速度。不像在黑洞中，若你的腳指向黑洞中心，那麼巨大的引力場，會在頭足之間構成極大的拉力差，足可把身首撕開。
桑恩還提出了構造蟲洞的概念，當然是理論上的。他說，這涉及到對宏觀空間的挖破和扭曲。生活在二維空間(如紙面)的智慧螞蟻，它想從紙面上的一點走到另一點，按常規，只有一種辦法，即沿著連接該兩點的直線走去，這也是兩點間的最短距離。但還有一種距離更短的走法：把紙對折成兩面，使兩點靠得很近，再用一個紙筒(它提供了通過第三維的一條捷徑)將兩點接通，螞蟻可經紙筒而到達彼點。為此，螞蟻必須在紙面上挖出兩個孔。在這一例中，紙筒十分類似於通過更高強空間的蟲洞。故欲構築蟲洞，必撕破空間。
空間不是空空的嗎，怎樣去撕破，挖孔?實難想像。但相對論早就告訴我們，引力能彎曲空間。桑恩說，空間的裂口處，時空會出現陡峭的勢態，就如黑洞中心的那種情況。但他承認，由於沒有一個成熟的量子引力理論，對這個問題很難深入討論下去。
從理論可知，蟲洞內的空間被扭曲得極不自然，以致無法使它保持暢通，即使能開通，也只是一瞬間。但蟲洞卻可讓奇異物質通過，為何奇異物質受此優待呢?這還得從相對論談起。
愛因斯坦認為，引力來自物質的兩種全然不同的性質。一種是大家熟知的，質量密度越大，引力場也越強，由於物質的質量跟能量是等價的，故可說，能量密度(單位體積內所含的能量)對引力作出貢獻；另一種是物質對周圍所施加的壓力，就像氣體對容器壁所做的那樣，但是這種壓力原則上可正可負。
若跟物質內所含的能量相比，這種壓力就小得微不足道。但桑恩說，有一種物質卻具有極大的負壓，奇異物質就明顯地具有這種特性，且其負壓之大，超過了它的能量密度。從而使得奇異物質周圍的空間，被扭曲得十分奇怪，跟一般物質的扭曲情況相比，正好改變了空間扭曲的「符號」，具體地說，其引力具有排斥性。
按現代宇宙學理論，在宇宙創生後立即驅使宇宙急速膨脹的力，正是「奇異」真空的具有極大負壓的排斥性引力。宇宙暴脹可能提供一種保持蟲洞開放的手段。一些物理學家認為，暴脹可能造成「宇宙繩」環(宇宙理論中的一種物質)，當量子蟲洞和宇宙繩環同時暴脹時，有可能產生宏觀的開通的蟲洞。此外，他們還相信，先進文明所創造的人工蟲洞，可能用奇異物質的「支柱」來保持蟲洞的暢通。故桑恩的蟲洞，可謂之奇異物質蟲洞。
科學家麥可思提出了磁蟲洞的理論。他說，極強烈的磁場將能彎曲時空而形成蟲洞。根據相對論，任何含有能量的東西(包括磁場)，皆能彎曲空間。遠在20年代，一位意大利理論家萊特，就在愛氏方程中找到了磁引力。
萊特的理論說，在一個由螺線管產生的磁場中，螺線管內形成了一個引力磁，但要獲得這種人工引力場，磁場需十分巨大。據麥可思說，萊特的磁引力跟桑恩的蟲洞極相似。麥可思說：「其理論的實際意義，就是一個磁蟲洞。」他說，若在實驗室內用2.5T(特斯拉)的磁場，即可構造出一個磁蟲洞，洞的半徑極大，約為150光年，若欲將此蟲洞的半徑壓縮到實驗室的尺度，則所施加的磁場需大到10億T，這顯然超出目前人類的科技能力(最大人工磁場約10T)。但麥可思說，在天空中必定能找到這種磁蟲洞，因為中子星表面的磁場達10億T，在那裡，磁蟲洞將自發地產生。
磁蟲洞有一個優點，按麥可恩的說法，它比較容易測量驗證。由於磁引力也將影響光線，「在引力場中，光速將減慢。若光線通過螺線管時，其速度低於真空中的光速」，即可證明磁蟲洞的存在。
不論奇異物質蟲洞或磁蟲洞，只要它們存在於天空之中，就能從地球上測得它們的特徵性信號。若一個蟲洞嘴處在地球和某一恆星之間，那麼蟲洞的引力將引起這一恆星的光產生異常的波動，將使我們看到一個兩邊特別明亮中間較暗(星光)R光學像。為何如此奇怪?這要談到負(質量)物質和引力透鏡。
據俄科學家諾朱可夫的理論，當物體進入蟲洞，「入口」處明顯地增大質量，而同時在「出口」處，則立即失去對應的這份質量。即使此物體已穿出蟲洞，也仍會留下這些痕跡：蟲洞的一邊將保持其已獲得的質量，而另一邊最終則呈現負質量。
負（質量）物質具有明顯的特性，它只具有排斥性引力，因而能將其周圍的任何物質都向四周掃出，且對光線的運動造成極大的扭曲。
通常的物質（即正質量物質），若正好通過地球與某一恆星之間，其引力將彎曲和放大這一恆星向地球射來的星光，很像一個聚光鏡的行為。天文學上稱之「引力透鏡」效應。具體地說，我們這時將看到這一恆星星光比平時亮得多。若這個經過地球恆星間的天體，是由負物質構成的，那又將如何?它也將彎曲星光，但由於其具有排斥性引力，故彎曲星光的情況迥然不同。星光經它身旁時，會出現所謂焦散現象，即星光從透鏡（負物質天體）的軸線處被推出，而在兩邊上聚焦。這意味著，當負物質天體運動在地球與某一恆星之間時，我們將看到，這個恆星不是像平時那樣的一個光點，而是在亮度上出現兩個突然增亮的跳躍。這種「雙峰」亮度特徵信號是十分明顯的，故為探測出蟲洞提供了一個方便之門。
桑恩之所以去研究「蟲洞」，有個很重要的直接原因是因為好友卡爾.薩根的求助；當時卡爾.薩根正構思一個科幻題材，和桑恩討論蟲洞的想法，桑恩遂極感興趣，為此研究了蟲洞的可行性並推導了蟲洞模型。
