黑洞、白洞和蟲洞是什麼?哪個最奇特?


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黑洞、白洞和蟲洞是什麼?哪個最奇特?

在天文學上有三個神奇的“洞”,分別是黑洞、白洞和蟲洞。說到這三個洞,就不得不提到愛因斯坦,因為它都是在廣義相對論的基礎上建立起來的。

黑洞

黑洞,相信很多人都聽說過。在三個洞中,它是唯一已經確認真實存在的天體。它是宇宙中一種奇特的天體,幾乎可以吞噬一切靠近它的物質。

1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,次年德國天文學家卡爾·史瓦西就通過該理論預言宇宙中可能存在一種擁有極強引力的天體,也就是我們後來所說的黑洞。不過,直到1970年,人類才發現了第1個黑洞——天鵝座X-1。

廣義相對論告訴我們,時空是可以扭曲的,當小範圍的時空中聚集了大量質量,使得時空極度扭曲,會形成一個視界面,連光都無法從其視界內逃脫。由於黑洞不僅不發光,還能夠吞噬光,人類並沒有辦法從光學角度看到它的存在, 所以才被叫做黑洞。

根據黑洞的質量,可以分為微型黑洞、恆星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞,其中只有恆星級黑洞和超大質量黑洞被科學家觀測到,銀河系中心就存在一個超大質量的黑洞。

此外,根據黑洞本身的角動量和電荷劃分,可以將黑洞分為不旋轉不帶電荷的黑洞:史瓦西黑洞;不旋轉帶電黑洞:RN黑洞;旋轉不帶電黑洞:克爾黑洞;旋轉帶電黑洞:克爾-紐曼黑洞。

黑洞的本體目前還沒有辦法直接觀測到,現在主要是通過觀測黑洞吞噬物質時形成的吸積盤,來間接了解黑洞。

白洞

黑洞吞噬物質,基本上只進不出,而白洞則是一個只出不進的神奇天體。通常認為,由黑洞吞噬的物質,會由白洞吐出去。不過,白洞只是一種設想中的天體,還未被發現。

1964年,前蘇聯宇宙學家Igor Novikov提出了白洞。有黑就有白,之所以提出白洞這一概念,應該是基於對稱性的思考,比如電生磁、磁生電、電磁對稱。

白洞和黑洞一樣,也是一個強引力源,可以把周圍的物質吸積到邊界上形成吸積盤。只是內部性質與黑洞不同,可以向外界噴射物質,卻不能吸收外界的任何物質和能量。這些噴射出來的物質與白洞周圍的吸積盤形成碰撞,就會釋放出巨大的輻射。因此,白洞理論可以用來解釋一些高能天體現象,比如類星體。

也有觀點認為,白洞可由黑洞轉化而來。當黑洞內部發生某種變化時,就有可能發生反轉,從而變為白洞。

蟲洞

不知道大家有沒有聽說過愛因斯坦-羅森橋,我們所說的蟲洞就是指的這個東西。

在上世紀30年代,愛因斯坦和納森·羅森在研究引力場方程時提出了這一概念。蟲洞是宇宙中可能存在的連接兩個時空的狹窄隧道,通過它可以實現瞬間的空間轉移,或者進行時間旅行。雖然還未發現蟲洞,但科學家仍然對它寄予了厚望。

理論研究表明,蟲洞即使存在,也是不穩定的,這或許就是我們還會發現它的原因。不過科學家們認為,如果我們能夠利用負能量,或許可以讓蟲洞穩定存在。

有觀點認為,蟲洞是連接兩個時空的通道,而黑洞就是蟲洞的入口,白洞則是蟲洞的出口。還有觀點認為,量子糾纏或許就與蟲洞有關。

在這三個洞中,比較奇特的應該就是蟲洞了,在科幻電影中經常出現,如果它真的存在,或許真的能夠讓人類實現星際旅行。黑洞曾經最奇特,但現在已經揭開了神秘面紗。

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