[摘要]黑洞、白洞、虫洞分别是什么意思?黑洞。是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,黑洞是时空曲率大到...
黑洞、白洞、虫洞分别是什么意思?
黑洞。是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体。黑洞由中心的一个由黎曼曲率张量出发构建的标量多项式在趋向此处发散的奇点和周围的时空组成,其边界为只进不出的单向膜,事件视界的范围之内不可见。依据爱因斯坦的广义相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将向中心塌缩,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。
宇宙中密度最大的物体。黑洞是恒星的残余,它们以超新星的形式结束了自己的生命。它们的特征是一个空间区域,在这个空间中重力非常强,甚至光都无法逃逸。这个区域的边界被称为视界,在黑洞的中心是奇点,使恒星的质量被压缩到一个零大小和无限密度的单一点。正是这个奇点产生了黑洞强大的引力场。


白洞。是广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型,但尚未被观测所证实。按照白洞理论,白洞和黑洞相似,也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质,只可以经边界向外运动,而不能反向运动。因此这种天体外面的物质不能进入。白洞是宇宙中的喷射源,可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射,所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体,与黑洞正好相反。白洞是一个强引力源,其外部引力性质均与黑洞相同,白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞理论主要可用来解释一些高能天体现象。
根据白洞理论,有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞,从而释放出巨大能量。由此推断,有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象,可能会与白洞的这种效应有关。白洞的力是排斥力与黑洞的吸引力是相反的力。


虫洞。简单地说就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。 暗物质维持着虫洞出口的开启。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的 时空隧道,所以也叫"灰道"。理论上,虫洞是连结两个遥远时空的空间隧道,就像是大海里面的漩涡,是无处不在但转瞬即逝的。这些时空漩涡是由星体旋转和引力作用共同造成的。就像 漩涡能够让局部水面跟水底离得更近一样,能够让两个相对距离很远的局部空间瞬间离得很近。不过有人假想一种奇异物质可以使虫洞保持张开,也有人假设如存在一种叫做幻影物质的奇异物质的话,因同时具有正能量和负质量,因此能创造出排斥效应以防止虫洞关闭。迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据。为了与其他种类的虫洞进行区分,一般通俗所称“虫洞”应被称为“时空洞”。
黑洞、白洞、虫洞的关系。黑洞,白洞,虫洞这三个物理对象中,只有黑洞是完全被观测证实的。而白洞和虫洞则是在理论上研究黑洞的时候提出来的概念。其中白洞被普遍认为并不真实存在,而虫洞则被认为可能存在,但依然只处在理论研究阶段。
在黑洞的视界上,时空的性质好像变得奇异,也就是所谓的时空度规在那儿发散,不熟悉度规的话请忽略。但是奇异性也许是因为我们使用了不恰当的坐标系,因此人们开始通过变换坐标系来消除那些假的奇异性。这样,人们就把史瓦西时空扩大了。最大延拓之后的时空称为克鲁斯卡尔-塞凯赖什时空,在这个时空中,除了有一个黑洞区域,我们还发现有一个白洞区域。这个区域与黑洞恰好相反,白洞是一个只有东西出来却没有东西进去的区域。由于真实的时空并不是凭空从爱因斯坦的场方程出现的,而是由实际的物理过程产生。一般来说黑洞都是由坍缩的星体形成的,如果我们考虑这个过程,那么我们就会发现,原先白洞区域就会被一个坍缩的星体替代。居于此物理学家普遍认为,白洞并不真实存在。


在时空中,除了发现有一个白洞区域,我们还发现黑洞外面还有一个新的洞外区域, 这个洞外区域不是我们所在的洞外区域,而是一个独立的新世界。这个新世界通过一个类似隧道一样的东西与我们这个世界相连,这个隧道便称之为虫洞。因此,观察者看来虫洞其实像一个黑洞,因为东西掉进去了就出不来,对另一边的观察者来说也是一样。所以我们可以说,虫洞连接了两个空间区域,也可以说虫洞连接了两个黑洞,但是不能说虫洞连接了黑洞和白洞。如果是那样的话,那么从黑洞这边跳进去,自然就从白洞出来了。
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黑洞、白洞、虫洞分别是什么意思?
黑洞、白洞、虫洞分别是什么意思?
♣黑的、白洞、虫洞它们三者之间都有洞,内部关系千丝万缕。对于它们三者,作为今日头条的回答者只能够从通俗易懂的文字上解释,理论计算就别了,因为我本身就不善于高深莫测的理论计算。
黑洞是从上个世纪著名物理学家爱因斯坦、史瓦西等人联合提出来的一个概念,至今没有一个明确解释,仅是物理学和天文学理论上的研究的一个热点话题。

多年来,宇宙学的研究对象主要来自于天文观测,而这也是唯一能在宇宙演化和结构的基础上,测量宇宙距离和年龄的办法。而哈勃空间望远镜最早的核心计划之一,就是要建立黑洞驱动的类星体和星系之间的关系。

♦之后,天文学家通过哈勃望远镜,对其特殊天体周围恒星的引力作用,针对“哈勃”所获得的近距星系光谱的动力学模型证实了黑洞的存在。
这些研究也 导致了对十几个星系中央黑洞质量的可靠测量,揭示出了黑洞质量和星系核球质量之间极为紧密的联系。2011 年11月8日,借助哈勃空间望远镜, 天文学家们首次拍摄到围绕遥远黑洞存在的盘状构造。这个盘状结构由气体和尘埃构成,并且正处于不断下降进入黑洞中被消耗的过程中。当这些物质落入黑洞的一瞬间,它们将释放巨大的能量,形成一种宇宙射电信号源,称为“类星体”。

哈勃空间望远镜能够通过 对造父变星距离的测量来测定哈勃常数,而这与宇宙在今天的膨胀速度有关。此外,通过对超新星的测定,可以帮助研究人员来限制超新星的亮度,从而进一步限制宇宙早期膨胀的属性从而为暗能量模型提供一个强有力的限制。
通过测量,最终天文学界说黑洞是浩瀚无垠宇宙中最强大的天体,常被人们称为“宇宙魔鬼”。可以吞噬一切物质,就连每秒钟30万千米的光速都无法逃逸它的魔掌。黑洞吞噬恒星的事件,通过计算平均每一万年就会发生一次。不过在黑洞研究方面,离不开爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论;离不开德国科学家史瓦西。

♦英国科学家霍金认为:黑洞并不是孤立存在的,与其相对应就是白洞。黑白洞双生共存,两者相当于一条通道的两个口,如果你不幸被黑洞吸了进去,你有可能去到另一个宇宙空间。或许, 未来某一天通过黑洞去旅行,也不是没有可能的。
白洞是黑洞的情人,根据大爆炸理论,白洞根本不存在,但天文学家通过仔细观察和计算与推理,发现白洞其实就是黑洞的反演,而黑洞与白洞之间有三维以上的一个通道,从黑洞里面进去,从白洞里面出来,因为这些物质从黑洞那边被吸进去时有很大的速度,所以从白洞里喷发出来也有很大的速度,但是它们的 速度一般相等。科学家认为黑洞作为事物的一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞。其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们。

这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但它们的活动机制却恰恰相反。高能量超密物质的 发现,显示黑洞存在的可能, 自然也显示白洞存在的可能。如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞。而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢?是永远累积在无穷小的奇点中, 直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌 出呢?
♦虫洞理论由爱因斯坦提出该理论。简单地说,“虫洞”就是连接字宙遥远区域间的时空细管。暗物质维 持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿字宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,所以也叫“灰道”。

虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。自从在史瓦西解中发现虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生兴趣。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个爱因斯坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中,这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。
知足常乐2022.1.11日晚于上海