黑洞和蟲洞有什麼共同點,又有什麼區別,哪個更厲害?


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黑洞和蟲洞有什麼共同點,又有什麼區別,哪個更厲害?

說起來它們似乎都是洞,但它們是兩種不同的洞。一個是真洞,一個是假洞。要知哪個是真洞哪個是假洞,看了就知道。

  • 它們的相同之處就都是極端引力導致的結果。

這兩個“洞”都是愛因斯坦引力場論預言的存在,是無限引力導致的必然結果。現在黑洞已經證實真實存在,並且被全球科學家聯合拍攝了其真容,就是那顆M87黑洞照片。但蟲洞至今還存在於理論中,沒有發現真實存在。

由此有了一些爭議,有人認為蟲洞是不存在的,也有人認為黑洞和白洞就是蟲洞的進口和出口。但問題是,白洞迄今為止也沒有被發現。

  • 黑洞的形成機制

黑洞形成機制主要是物體質量受到極端壓縮,一直壓縮到自己的史瓦西半徑內,就會成為一個黑洞。所謂史瓦西半徑是愛因斯坦引力場的一個精確解,就是在極端引力下一個必然結果。這個理論是卡爾·史瓦西在1916年愛因斯坦廣義相對論發表不久發現的。

史瓦西半徑是每個物體都具有的一個臨界點,只要有足夠的壓力將自己壓縮到這個臨界點以內,就會成為一個黑洞。現在宇宙天體達到這種極端壓力的有兩個途徑:一個是大質量恆星核心極端引力收縮壓,會導致核心物質極端緻密;另一個就是極端緻密天體~中子星,質量達到奧本海默極限,也就是約3個太陽質量時,就會繼續坍縮成一個黑洞。

形成黑洞的恆星質量一般需要太陽質量的30倍以上,形成中子星的恆星質量一般要達到太陽質量的8倍以上。 30倍太陽質量以上恆星發生超新星大爆炸後,極端壓力會將已經極端緻密的核心直接壓縮進自己史瓦西半徑,就可能會留下一個3倍以上太陽質量的黑洞;8倍太陽質量以上的恆星超新星大爆發後,核心可能會留下一個太陽質量1.44倍以上的中子星。

中子星由於具有極端引力,會將周邊恆星物質吸附到自己身上,不斷增加質量,當質量達到達到奧本海默極限時,依靠中子簡併壓就無法支撐自身引力收縮壓了,就會坍縮成一個黑洞。

  • 史瓦西半徑怎麼理解

當物質被極端壓力壓縮進入自己的史瓦西半徑後,就會出現奇異現象:所有物質將無限坍縮到核心一個體積無限小的奇點上,而在奇點周圍形成一個什麼也沒有的極端扭曲空間,這個球形空間就是史瓦西半徑,又叫事件視界。

在這個球形空間裡,引力達到無限大,任何物質都無法逃脫,包括每秒約30萬千米的光。

史瓦西半徑的大小與質量成正比,計算公式為:R=2GM/C^2。這裡的R表示史瓦西半徑,G為引力常量,M為物體質量,C為光速。根據這個公式,可以從物體質量,計算出其史瓦西半徑;也可以從觀測到的史瓦西半徑,計算出物體的質量。

任何物體都有自己的史瓦西半徑,如太陽的史瓦西半徑為2952米,地球的史瓦西半徑約為9毫米,一個原子的史瓦西半徑約為1.48*10^-37米。

理論上可以有極小的黑洞,宇宙大爆炸時可能產生過許多極小的原初黑洞,但根據黑洞蒸發理論,越小的黑洞蒸發越快,越大的黑洞蒸發越慢,因此那些原初黑洞很可能蒸發殆盡了,現在宇宙中沒有發現這些黑洞,最小的恆星黑洞也大於3個太陽質量。

而1個太陽質量的黑洞蒸發殆盡需要10^64億年,10億噸質量的黑洞史瓦西半徑只有1.48*10^-18米,蒸發卻要萬億年,而千噸級黑洞蒸發只要1秒鐘,原子級黑洞瞬間就沒了,因此這類小黑洞無法對人類造成影響。

  • 大質量黑洞永遠吃不飽

黑洞的主要功能就是吃掉各種物質,而且永遠也吃不飽。越大質量的黑洞吃東西越快,一旦進入了其史瓦西半徑極端引力場,任何物質都無法逃脫。現在已發現最大質量黑洞編號為SDSS J073739.96+384413.2,其質量是太陽的1040億倍,相當半個銀河系的質量!

被科學家們拍出第一張照片的黑洞叫M87黑洞,是太陽質量的65億倍,每10年可以吞下一顆太陽質量;最近發現一個340億倍太陽質量的7黑洞叫J215,每天都可吞噬1個太陽質量。要知道太陽質量為1.9891*10^30kg,相當33萬個地球質量。

  • 蟲洞形成機制

蟲洞的形成也是基於引力場,但蟲洞不像黑洞是一個天體實體,而是一個由於時空強力扭曲形成的空洞,這個空洞是一個時空隧道,讓兩個相隔遙遠的時空變得更近,讓時空旅行成為可能。蟲洞的概念最早由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出,後來由愛因斯坦和納森·羅森將其納入引力場理論中,又被稱為愛因斯坦~羅森橋。

因此蟲洞是一個空洞,是一個時空隧道或者說連接時空的橋樑。

在我們宇宙中,充滿著各種各樣的天體,它們的質量和運動擾動著周邊時空,這些看不見的時空我們可以想像為大海,由於天體的擾動在這片大海中存在著許多漩渦,這些時空漩渦中心有時會產生一個小洞,直通水底,如果人們從這個孔中鑽入,就能夠更快到達水底。

這種時空漩渦會將兩個相隔遙遠的空間連在一起,如果能夠進入這個時空隧道,就像火車鑽山洞一樣,無須提升速度,也能夠更快到達遠方目的地。還有的認為這種時空隧道可以連接平行宇宙,從而跨越宇宙界限。

  • 蟲洞還是虛構,黑洞早就被發現

到現在為止,蟲洞並沒有被發現,而黑洞早就已經證實存在了。 2017年,科學家們還為遠在5500萬光年的M87黑洞拍攝了照片,看到了黑洞的真面目。黑洞的發現和研究,讓愛因斯坦廣義相對論的預言又得到了一次證實,讓許多科學家獲得了諾貝爾獎。

總體上說,黑洞是一個單個天體實體,而蟲洞只是一種時空現象。因此蟲洞與黑洞完全不是一碼事,就像廚師和理髮師一樣,一個為人們提供食物,一個為別人剪頭,你說誰更厲害?

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