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請問誰知道有關黑洞,白洞,蟲洞的詳細知識?

蟲洞的出現,幾乎何以說是和黑洞同時的。

在史瓦西發現了史瓦西黑洞以後,理論物理學家們對愛因斯坦常方程的史瓦

西解進行了幾乎半個世紀的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗

姆解以及後來的紐曼解,都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這裏將介紹

給大家的蟲洞,也是史瓦西的後代。

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蟲洞在史瓦西解中第壹次出現,是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通

過壹個愛因斯坦的思想實驗,發現時空可以不是平坦的,而是彎曲的。在這種情

況下,我們會十分的發現,如果恒星形成了黑洞,那麽時空在史瓦西半徑,也就

是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時空中,這種結構

就以為著黑洞的視界內的部分會與宇宙的另壹個部分相結合,然後在那裏產生壹

個洞。這個洞可以是黑洞,也可以是白洞。而這個彎曲的視界,叫史瓦西喉,也

就是壹種特定的蟲洞。

自從在史瓦西解中發現了蟲洞,物理學家們就開始對蟲洞的性質感到好奇。

我們先來看壹個蟲洞的經典作用:連接黑洞和白洞,成為壹個愛因斯坦——

羅森橋,將物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,然後通過這個蟲洞(即

愛因斯坦——羅森橋)被傳送到這個白洞的所在,並且被輻射出去。

當然,前面說的僅僅是蟲洞作為壹個黑洞和白洞之間傳送物質的道路,但是

蟲洞的作用遠不只如此。

黑洞和黑洞之間也可以通過蟲洞連接,當然,這種連接無論是如何的將強,

它還是僅僅是壹個連通的“宇宙監獄”。

蟲洞不僅可以作為壹個連接洞的工具,它還開宇宙的正常時空中出現,成為

壹個突然出現在宇宙中的超空間管道。

蟲洞沒有視界,踏有的僅僅是壹個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和

超空間連接,但是在這裏時空曲率不是無限大。就好比在壹個在平面中壹條曲線

和另壹條曲線相切,在蟲洞的問題中,它就好比是壹個四維管道和壹個三維的空

間相切,在這裏時空曲率不是無限大。因而我們現在可以安全地通過蟲洞,而不

被巨大的引力所摧毀。

那麽蟲洞都有些什麽性質呢?

利用相對論在不考慮壹些量子效應和除引力以外的任何能量的時候,我們得

到了壹些十分簡單、基本的關於蟲洞的描述。這些描述十分重要,但是由於我們

研究的重要是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在這裏只簡單介紹壹下蟲洞的性

質,而對於壹些相關的理論以及這些理論的描述,這裏先不涉及。

蟲洞有些什麽性質呢?最主要的壹個,是相對論中描述的,用來作為宇宙中

的告訴火車。但是,蟲洞的第二個重要的性質,也就是量子理論告訴我們的東西

又明確的告訴我們:蟲洞不可能成為壹個宇宙的告訴火車。蟲洞的存在,依賴於

壹種奇異的性質和物質,而這種奇異的性質,就是負能量。只有負能量才可以維

持蟲洞的存在,保持蟲洞與外界時空的分解面持續打開。當然,狄拉克在芬克爾

斯坦參照系的基礎上,發現了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來分析

物理問題。同樣的,負能量在狄拉克的另壹個參照系中,是非常容易實現的,因

為能量的表現形式和觀測物體的速度有關。這個結論在膜規範理論中同樣起到了

十分重要的作用。根據參照系的不同,負能量是十分容易實現的。在物體以近光

速接近蟲洞的時候,在蟲洞的周圍的能量自然就成為了負的。因而以接近光速的

速度可以進入蟲洞,而速度離光速太大,那麽物體是無論如何也不可能進入蟲洞

的。這個也就是蟲洞的特殊性質之壹。

但是蟲洞並沒有這麽太平。前面說的是在安靜的相對論中的蟲洞,在暴躁的

量子理論中,蟲洞的性質又有了十分重要的變化。

我們想先來看在黑洞中的蟲洞,也就是史瓦西喉和奇點周圍形成的子宇宙。

黑洞周圍的量子真空漲落在黑洞巨大引力的作用下,會被黑洞的引力能“餵”

大,成為十分的能量輻射。這種能量會毫不留情地將壹切形式的蟲洞摧毀。

在沒有黑洞包圍的蟲洞中,由於同樣的沒有黑洞巨大引力的“餵養”,蟲洞

本身也不可能開啟太久。蟲洞有很大幾率被隨機打開,但是有更大的幾率突然消

失。蟲洞打開的時間十分短,僅僅是幾個普朗克時間。在如此短的“壽命”中,

即使是光也不可能走完蟲洞的壹半旅途,而在半路由於蟲洞的消失而在整個時空

中消失,成為真正的四維時空組旅行者。

而且,在沒有物體通過蟲洞的時候,蟲洞還比較“長壽”,而壹旦有物體進

入了蟲洞,如果這個物體是負能量的,那麽還好,蟲洞會被撐開;但是如果物體

是正能量的,那麽蟲洞會在自己“自然死亡”以前就“滅亡”掉。而在宇宙中,

幾乎無時無刻不存在能量輻射通過宇宙的每壹個角落,而這些輻射都是正能量的,

因此幾乎可以肯定,在自然情況下是不存在蟲洞的。

那麽蟲洞是如何產生的呢?

蟲洞的自然產生機制有兩種:

其壹,是黑洞的強大引力能;

其二,是克爾黑洞的快速旋轉,其倫斯——梯林效應將黑洞周圍的能層中的

時空撕開壹些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿,成為壹些

十分小的蟲洞。這些蟲洞在黑洞引力能的作用下,可以確定它們的出口在那裏,

但是現在還不可能完全完成,因為量子理論和相對論還沒有完全結合。

還有壹些文章,妳自己點擊看:

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關於蟲洞的詩歌:

/bbs/665199/12/18242.html

科學上的看法:

/bbs/ReadFile?whichfile=35114&typeid=43

“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成壹個“大黑窟窿”,其實不然。所謂“黑洞”,就是這樣壹種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來。

根據廣義相對論,引力場將使時空彎曲。當恒星的體積很大時,它的引力場對時空幾乎沒什麽影響,從恒星表面上某壹點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小,它對周圍的時空彎曲作用就越大,朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。

等恒星的半徑小到壹特定值(天文學上叫“史瓦西半徑”)時,就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時,恒星就變成了黑洞。說它“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質壹旦掉進去,“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的,等壹會兒我們會講到。

那麽,黑洞是怎樣形成的呢?其實,跟白矮星和中子星壹樣,黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當壹顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。

質量小壹些的恒星主要演化成白矮星,質量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算,中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麽將再沒有什麽力能與自身重力相抗衡了,從而引發另壹次大坍縮。

這次,根據科學家的猜想,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為壹個體積趨於零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑壹旦收縮到壹定程度(史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恒星與外界的壹切聯系——“黑洞”誕生了。

與別的天體相比,黑洞是顯得太特殊了。例如,黑洞有“隱身術”,人們無法直接觀察到它,連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麽,黑洞是怎麽把自己隱藏起來的呢?答案就是——彎曲的空間。我們都知道,光是沿直線傳播的。這是壹個最基本的常識。可是根據廣義相對論,空間會在引力場作用下彎曲。這時候,光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播,但走的已經不是直線,而是曲線。形象地講,好像光本來是要走直線的,只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。

在地球上,由於引力場作用很小,這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,空間的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恒星發出的光,雖然有壹部分會落入黑洞中消失,可另壹部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以,我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在壹樣,這就是黑洞的隱身術。

更有趣的是,有些恒星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球,它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”,還同時看到它的側面、甚至後背!

“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之壹。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著,新的理論也不斷地提出。不過,這些當代天體物理學的最新成果不是在這裏三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。

黑洞

黑洞是引力極強的地方,沒有任何東西能從該處逃逸,甚至光線也不例外。黑洞可從大質量恒星的“死亡”中產生,當壹顆大質量恒星耗盡其內部的核燃料而抵達其演化末態時,恒星就變成不穩定的並發生引力坍縮,死亡恒星的物質的重量會猛烈地沿四面八方向內擠壓,當引力大到無任何其他排斥力相對抗時,就把恒星壓成壹個稱為“奇點”的孤立點。

有關黑洞結構的細節可用愛因斯坦解釋引力使空間彎曲和時鐘變慢的廣義相對論來計算,奇點是黑洞的中心,在它周圍引力極強,通常把黑洞的表面稱為視界,或叫事件地平,或者叫做“靜止球狀黑洞的史瓦西半徑”,它是那些能夠和遙遠事件相通的時空事件和那些因信號被強引力場捕獲而不能傳出去的時空事件之間的邊界。在事件地平之下,逃逸速度大於光速。這是人類尚未觀察證實的天體現象,但它被霍金等壹些理論天文學家在數學模型方面研究的相當完善。

白洞是什麽

簡單來說,白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞,進入黑洞的物質,最後應會從白洞出來,出現在另外壹個宇宙.由於具有和「黑」洞完全相反的性質,所以叫做「白」洞.目前天文學家已經實際找到黑洞,但白洞並未真正發現,還只是個理論上的名詞.

(壹)白洞導論:

黑洞作為壹個發展終極,必然引致另壹個終極,就是白洞.其實膨脹的大爆發宇宙論中,早就碰到了原初火球的奇點問題,這個問題其實壹直困擾著科學家們.這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的,但他們的活動機制卻恰恰相反.高能量超密物質的發現,顯示黑洞存在的可能,自然也顯示白洞存在的可能.如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極,那麽也可能按不同的時間和路徑從原始出發,亦即在大爆發之初的大白洞發生後,仍可能出現小爆發小白洞.而且,流入黑洞的物質命運究竟如何呢 是永遠累積在無窮小的奇點中,直到宇宙毀滅,還是在另壹個宇宙湧出呢

如果黑洞從有到無,那白洞就應從無到有.60年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念,科學家做了很多工作,但這概念不像黑洞這麽通行,看來白洞似乎更虛幻了.問題是我們已經對引力場較為熟悉,從恒星,星系演化為黑洞有數理可循,但白洞靠什麽來觸發,目前卻依然茫然無緒.無論如何宇宙至少觸發過壹次,所以白洞的研究顯然與宇宙起源的研究更有密切的關系,因而白洞學說通常與宇宙學及結合起來.人們努力的方向不在於黑白洞相對的哲學辯論,而在於它的物理機制問題.從現有狀態去推求終末,總容易些,相反的從現有狀態去探索原始,難免茫無頭緒.

(二)白洞起源:

白洞學說出現已有壹段時間,1970年捷爾明便提出它們存於類星體,劇烈活動的星系中的可能性.相對論和宇宙論學者早已明白此學說的可能性,只是這與壹般正統的宇宙觀不同,較不易獲得承認.某些理論認為,由於宇宙物體的激烈運動,或者星系壹部噴出的高能小物體,它們遵守著克蔔勒軌道運動.這是壹種高度理想化的推測,亦即壹個地方有幾個白洞,在星系核心互相旋轉,偶然噴出滿天星鬥.噴出的白洞演化成新星系.而從星系團的照片中可觀察到壹系列的星系由物質連接起來.這顯示它們是由壹連串劇烈噴射所形成的.照此來說,白洞可能會像阿米巴原蟲壹樣分裂生殖,由分裂而形成星系.然而這又和目前的理論相違背.

從此看來,就是星系生成也有不同見解.有的天文學家便提出並接受宇宙之初便有不均勻物質的結塊,而其中便包含了白洞.宇宙向最初奇點收縮,星系,星系群都同壹動作,這當然和黑洞的奇點相似.宇宙的不同區域,其密度皆不同,收縮時首先在高密度的地方,達到了黑洞的臨界密度,從此消失在事界之後,宇宙不斷收縮,使不斷出現高密奇點.宇宙成為大量黑洞及周圍物質的集合體.然而事實上,宇宙是膨脹而非收縮的,因此它是白洞而不是黑洞.在宇宙整體性源始的大奇點中存在著密度高的小質點,它們隨著膨脹向四面八方擴散,大白洞大量爆發生出小白洞.星系等不均勻物體,正是由它生成的.不均勻物體之所以易和黑洞拉上關系,皆是因為它和膨脹現狀相對稱的宇宙中局部收縮的過程.目前宇宙中黑洞和白洞的存在是並行不悖的,是過程的兩個端點而已.黑洞奇點是物質末期塌縮的終點,白洞物質的奇點是星系的始端.只不過各過程不是同時,而是先後交錯的.

(三)白洞的噴發:

有關於白洞的信息,目前並不多.所以我們對白洞的噴發並不十分了解.白洞的噴口的來歷並不清楚,壹如大爆發原因不明.奈裏卡在1975年論述了許多使天文學家感覺困擾的問題和白洞的數學連系,這是相關重要的.在噴發中白洞存在的前提下.外部觀測者可以探測到藍移所致的不同輻射源的頻譜.大爆發的初期狀態所遵循的愛因斯坦宇宙論方程式同樣可施於探索星系規模膨脹系統的未爆核狀態,但奈理卡使用了方程式時結合了過程的物理項.白洞向外爆發的時間極短,這壹瞬的過程當然很難說明,但白洞所產生的電磁輻射市可計算的.觀測到的爆炸光譜的最大特征,是最初以高能輻射為主體,不久就顯示出低能輻射.

輻射若是由白洞產生,這現像就很自然了輻射能愈高,藍移也愈大,所以最初可見光也都移到紫外區了.他還計算了銀河系中偶然的小規模爆發現象,說明了銀河內小白洞隨時爆發的可能性.例如短期間活動的銀河內X-ray,劇烈的最高能量最先到達,其後能量下降,整體按幕函數遞減在光譜中顯示出來.這和白洞理論計算是壹致的.各X-ray之間,光譜不盡相同,不過這差異可從白洞對自己產生的電磁輻射產生畸變說明.因為白洞內產生的輻射可能有黑體輻射(微波以下噪音),自由—自由輻射(帶電粒子間相互作用產生),同步輻射(帶電粒子在強磁中通過而產生)等不同形態.人造衛星偶然觀測到的突發r射線,可以白洞影響說明;宇宙射線背景高能粒子的生成,也可以認定是白洞噴發的物體.

宇宙中真的有白洞存在嗎

到目前為止,『白洞』還只是個理論名詞,科學家並未實際發現. 在技術上,要發現黑洞,甚至超巨質量黑洞,都比發現白洞要容易的多.也許每壹個黑洞都有壹個對應的白洞 !.但就我所知,我們並不確定是否所有的超巨質量"洞"都是"黑"洞,也不確定白洞與黑洞是否應成對出現.但就重力的觀點來看,在遠距離觀察時兩者的特性則是相同的.

我們知道,由於黑洞擁有極強的引力,能將附近的任何物體壹吸而盡,而且只進不出.如果,我們將黑洞當成壹個『入口』,那麽,應該就有壹個只出不進的『出口』,就是所謂的『白洞』.黑洞和白洞間的通路,也有個專有名詞,叫做『灰道』(即『蟲洞』). 雖然白洞尚無發現,但在科學探索上,最美的事物之壹就是許多理論上存在的事物,後來真的被人們發現或證實.因此,也許將來有壹天,天文學家會真的發現白洞的存在喔!