史瓦西半徑科幻小說什麼意思
『壹』 蟲洞又是什麼意思
這個比較容易理解:
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。我在這里將介紹
給大家的蟲洞,也是史瓦西的後代。
被屏蔽廣告
蟲洞在史瓦西解中第一次出現,是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通
過一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,如果恆星形成了黑洞,那麼時空在史瓦西半徑,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一個部分相結合,然後在那裡產生一
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
就是一種特定的蟲洞。
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。
我們先來看一個蟲洞的經典作用:連接黑洞和白洞,成為一個愛因斯坦——
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一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,
它還是僅僅是一個連通的「宇宙監獄」。
蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具,它還開宇宙的正常時空中出現,成為
一個突然出現在宇宙中的超空間管道。
蟲洞沒有視界,踏有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和
超空間連接,但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線
和另一條曲線相切,在蟲洞的問題中,它就好比是一個四維管道和一個三維的空
間相切,在這里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。
那麼蟲洞都有些什麼性質呢?
利用相對論在不考慮一些量子效應和除引力以外的任何能量的時候,我們得
到了一些十分簡單、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,因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性
質,而對於一些相關的理論以及這些理論的描述,這里先不涉及。
蟲洞有些什麼性質呢?最主要的一個,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:蟲洞不可能成為一個宇宙的告訴火車。蟲洞的存在,依賴於
一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一個參照系中,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。這個結論在膜規范理論中同樣起到了
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,那麼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一。
但是蟲洞並沒有這么太平。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「喂」
大,成為十分的能量輻射。這種能量會毫不留情地將一切形式的蟲洞摧毀。
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「喂養」,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一半旅途,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」,而一旦有物體進
入了蟲洞,如果這個物體是負能量的,那麼還好,蟲洞會被撐開;但是如果物體
是正能量的,那麼蟲洞會在自己「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一個角落,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。
那麼蟲洞是如何產生的呢?
蟲洞的自然產生機制有兩種:
其一,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
時空撕開一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿,成為一些
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裡,
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。
還有一些文章,你自己點擊看:
本文地址http://tech.163.com/04/1101/17/144AAINI0009rt.html
關於蟲洞的詩歌:
http://ziqu.netsh.com/bbs/665199/12/18242.html
科學上的看法:
http://218.108.46.75/hzwl/Article_Show.asp?ArticleID=241
什麼是蟲洞:
http://www.qglt.com/bbs/ReadFile?whichfile=35114&typeid=43
不知您是否滿意?
『貳』 星際航行的蟲洞是什麼意思
宇宙蟲洞由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說,「蟲洞」就是連接宇宙遙遠區域間的時空細管。暗物質維持著蟲洞出口的敞開。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來,並提供時間旅行的可能性。蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道,所以也叫"灰道"。
理論形成研究歷史蟲洞軟體展開 編輯本段基本介紹
蟲洞,英文為:Wormhole 早在19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 蟲洞
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。 「
蟲洞(15張)瞬間移動」的可能,如同超時空轉換。 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」。 據科學家猜測,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。
編輯本段蟲洞來源
蟲洞的概念最初產生於對史瓦西解的研究中。物理學家在分析白洞解的時候,通過一個阿爾伯特·愛因斯
坦的思想實驗,發現宇宙時空自身可以不是平坦的。如果恆星形成了黑洞,那麼時空在史瓦西半徑,也就是視界的地方與原來的時空垂直。在不平坦的宇宙時空中,這種結構就意味著黑洞視界內的部分會與宇宙的另一個部分相結合,然後在那裡產生一個洞。這個洞可以是黑洞,也可以是白洞。而這個彎曲的視界,就叫做史瓦西喉,它就是一種特定的蟲洞。(右圖片繪制:張嘉年) 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發生了興趣。 蟲洞連接黑洞和白洞,在黑洞與白洞之間傳送物質。在這里,蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,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(即阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋)被傳送到白洞並且被輻射出去。 蟲洞還可以在宇宙的正常時空中顯現,成為一個突然出現的超時空管道。理論推出的蟲洞還有許多特性,限於篇幅,這里不再贅述。 總之,目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質了解還很少,它們還是神秘的東西,很多問題仍需要進一步探討。目前天文學家已經間接地找到了黑洞,但白洞、蟲洞並未真正發現,還只是一個經常出現在科幻作品中的理論名詞。 蟲洞也是霍金構想的宇宙期存在的一種極細微的洞穴。美國科學 蟲洞
家對此做了深入的研究。目前的宇宙中,「宇宙項」幾乎為零。所謂的宇宙項也稱為「真空的能量」,在沒有物質的空間中,能量也同樣存在其內部,這是由愛因斯坦所導入的。宇宙初期的膨脹宇宙,宇宙項是必須的,而且,在基本粒子論里,也認為真空中的能量是自然呈現的。那麼,為何目前宇宙的宇宙項變為零呢?柯爾曼說明:在爆炸以前的初期宇宙中,蟲洞連接著很多的宇宙,很巧妙地將宇宙項的大小調整為零。結果,由一個宇宙可能產生另一個宇宙,而且,宇宙中也有可能有無數個這種微細的洞穴,它們可通往一個宇宙的過去及未來,或其他的宇宙。 旋轉的或帶有電荷的黑洞內部連接一個相應的白洞,你可以跳進黑洞而從白洞中跳出來。這樣的黑洞和白洞的組合叫做蟲洞。 最後,即使蟲洞存在並且是穩定的,穿過它們也是十分不愉快的。貫穿蟲洞的輻射(來自附近的恆星,宇宙的微波背景等等)將藍移到非常高的頻率。當你試著穿越蟲洞時,你將被這些X射線和伽瑪射線烤焦。蟲洞的出現,幾乎可以說是和黑洞同時的。
編輯本段相關理論
蟲洞有幾種說法: 一是空間中的隧道,它就像一個球,你要是沿球面走就遠了。但如果你走的是球里的一條直徑就近了,蟲洞就是直徑。 二是黑洞與白洞的聯系。黑洞可以產生一個勢阱,白洞則可以產生一個反勢阱。宇宙是三維的,將勢阱看作第四維,那麼蟲洞就是連接勢阱和反勢阱的第五維。假如畫出宇宙、勢阱、反勢阱和蟲洞的圖像,它就像一個克萊因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶頸的交界處是白洞,瓶頸是蟲洞。 三是你說的時間隧道,根據愛因斯坦所說的你可以進行時間旅行,但你只能看,就像看電影,卻無法改變發生的事情,因為時間是線行的,事件就是一個個珠子已經穿好,你無法改變珠子也無法調動順序 到現在為止,我們討論的都是普通「完美」黑洞。細節上,我們討論的黑洞都不旋轉也沒有電荷。如果我們考慮黑洞旋轉同時/或者帶有電荷,事情會變的更復雜。特別的是,你有可能跳進這樣的黑洞而不撞到奇點。結果是,旋轉的或帶有電荷的黑洞內部連接一個相應的白洞,你可以跳進黑洞而從白洞中跳出來。這樣的黑洞和白洞的組合叫做蟲洞。 白洞有可能離黑洞十分遠;實際上它甚至有可能在一個「不同的宇宙」--那就是,一個時空區域,除了蟲洞本身,完全和我們在的區域沒有連接。一個位置方便的蟲洞會給我們一個方便和快捷的方法去旅行很長一段距離,甚至旅行到另一個宇宙。或許蟲洞的出口停在過去,這樣你可以通過它而逆著時間旅行。總的來說,它們聽起來很酷。 但在你認定那個理論正確而打算去尋找它們之前,你因該知道兩件事。首先,蟲洞幾乎不存在。正如我們上面我們說到白洞時,只因為它們是方程組有效的數學解並不表明它們在自然中存在。特別的,當黑洞由普通物質坍塌形成(包括我們認為存在的所有黑洞)並不會形成蟲洞。如果你掉進其中的一個,你並不會從什麼地方跳出來。你會撞到奇點,那是你唯一可去的地方。 還有,即使形成了一個蟲洞,它也被認為是不穩定的。即使是很小的擾動(包括你嘗試穿過它的擾動)都會導致它坍塌。 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。我在這里將介紹給大家的蟲洞,也是史瓦西的後代。 蟲洞在史瓦西解中第一次出現,是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通過一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,如果恆星形成了黑洞,那麼時空在史瓦西半徑,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一個部分相結合,然後在那裡產生一個洞。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,也就是一種特定的蟲洞。 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。 我們先來看一個蟲洞的經典作用:連接黑洞和白洞,成為一個愛因斯坦——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。 蟲洞示意圖
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,它還是僅僅是一個連通的「宇宙監獄」。 蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具,它還在宇宙的正常時空中出現,成為一個突然出現在宇宙中的超空間管道。 蟲洞沒有視界,它有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接,但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切,在蟲洞的問題中,它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切,在這里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。
編輯本段蟲洞性質
利用相對論在不考慮一些量子效應和除引力以外的任何能量的時候,我們得到了一些十分簡單、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,因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性質,而對於一些相關的理論以及這些理論的描述,這里先不涉及。 蟲洞有些什麼性質呢?最主要的一個,是相對論中描述的,用來作為宇宙中的高速火車。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:蟲洞不可能成為一個宇宙的高速火車。蟲洞的存在,依賴於一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一個參照系中,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。這個結論在膜規范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,那麼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一。
編輯本段生產機制
自然產生機制
蟲洞的自然產生機制有兩種: 其一,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一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿,成為一些十分小的蟲洞。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裡,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。
個人假設
1.蟲洞像河流,通過的物體像船,船順河而下。 2.蟲洞體像一個圓柱形磁鐵,強力的類磁力線在入口處將通過的物體分解,以波的形式在柱心管道運行,在出口處還原。通過的物體類似一個障礙,造成波的某一部分形變,然後這個形變推移到出口。 可能還涉及到橫波、縱波,波的反射、折射、衍射,物質的不均勻、空間的不規則,如同水中氣泡般的宇宙空洞。 3.蟲洞像一個圓柱形隧道,通過時間扭曲,把物體吸入裡面,進行太空旅行。
編輯本段相關言論
星空最後的前沿
探索星空是人類一個恆久的夢想。 在晴朗的夜晚,每當我們仰起頭來, 就會看到滿天的繁星。自古以來, 星空以它無與倫比的浩瀚、深邃、 美麗及神秘激起著人類無數的遐想。著名的美國科幻電視連續劇《星際旅行》(Star Trek) 中有這樣一句簡短卻意味無窮的題記:星空, 最後的前沿(Space, the final frontier)[注一]。當我第一次觀看這個電視連續劇的時候, 這句用一種帶有磁性的話外音念出的題記給我留下了令人神往的印象。 在遠古的時候, 人類探索星空的方式是肉眼,後來開始用望遠鏡, 但人類邁向星空的第一步則是在一九五七年。那一年, 人類發射的第一個航天器終於飛出了我們這個藍色星球的大氣層。十二年後, 人類把足跡留在了月球上。三年之後, 人類向外太陽系發射了先驅者十號深空探測器。一九八三年, 先驅者十號飛離了海王星軌道,成為人類發射的第一個飛離太陽系的航天器[注二]。 從人類發射第一個航天器以來,短短二十幾年的時間里, 齊奧爾科夫斯基所預言的「人類首先將小心翼翼地穿過大氣層, 然後再去征服太陽周圍的整個空間」就成為了現實, 人類探索星空的步履不可謂不迅速。但是, 相對於無盡的星空而言,這種步履依然太過緩慢。 率先飛出太陽系的先驅者十號如今正在一片冷寂的空間中滑行著,在滿天的繁星之中, 要經過多少年它才能飛臨下一顆恆星呢?答案是兩百萬年! 那時它將飛臨距離我們六十八光年的金牛座(Taurus)[注三]。六十八光年的距離相對於地球上的任何尺度來說都是極其巨大的, 但是相對於遠在三萬光年之外的銀河系中心,遠在兩百二十萬光年之外的仙女座大星雲,遠在六千萬光年之外的室女座星系團,以及更為遙遠的其它天體來說無疑是微不足道的。人類的好奇心是沒有邊界的, 可是即便人類航天器的速度再快上許多倍,甚至接近物理速度的上限 - 光速,用星際空間的距離來衡量依然是極其緩慢的。 那麼,有沒有什麼辦法可以讓航天器以某種方式變相地突破速度上限, 從而能夠在很短的時間內跨越那些近乎無限的遙遠距離呢?科幻小說家們率先展開了想像的翅膀。
旅行家的天堂
一九八五年, 美國康乃爾大學(Cornell University) 的著名行星天文學家卡爾· 薩根(Carl Sagan) 寫了一部科幻小說,叫做《接觸》 (Contact)。薩根對探索地球以外的智慧
生物有著濃厚的興趣,他客串科幻小說家的目的之一是要為尋找外星智慧生物的 SETI 計劃籌集資金。他的這部小說後來被拍成了電影, 為他贏得了廣泛的知名度。 薩根在他的小說中敘述了一個動人的故事: 一位名叫艾麗(Ellie) 的女科學家收到了一串來自外星球智慧生物的電波信號。經過研究, 她發現這串信號包含了建造一台特殊設備的方法,那台設備可以讓人類與信號的發送者會面。 經過努力,艾麗與同事成功地建造起了這台設備, 並通過這台設備跨越了遙遠的星際空間與外星球智慧生物實現了第一次接觸。 但是, 艾麗與同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的設備究竟利用了什麼方式讓旅行者跨越遙遠的星際空間的呢?這是薩根需要大膽 「幻想」的地方。 他最初的設想是利用黑洞。但是薩根畢竟不是普通的科幻小說家, 他的科學背景使他希望自己的科幻小說盡可能地不與已知的物理學定律相矛盾。於是他給自己的老朋友, 加州理工大學(California Institute of Technology) 的索恩(Kip S. Thorne) 教授打了一個電話。索恩是研究引力理論的專家, 薩根請他為自己的設想做一下技術評估。索恩經過思考及粗略的計算, 很快告訴薩根黑洞是無法作為星際旅行的工具的,他建議薩根使用蟲洞 (wormhole) 這個概念。據我所知, 這是蟲洞這一名詞第一次進入科幻小說中[注四]。在那之後, 各種科幻小說、電影、 及電視連續劇相繼採用了這一名詞,蟲洞逐漸成為了科幻故事中的標准術語。 這是科幻小說家與物理學家的一次小小交流結出的果實。 薩根與索恩的交流不僅為科幻小說帶來了一個全新的術語, 也為物理學開創了一個新的研究領域。在物理學中, 蟲洞這一概念最早是由米斯納(C. W. Misner) 與惠勒(J. A. Wheeler) 於一九五七年提出的,與人類發射第一個航天器恰好是同一年。 那麼究竟什麼是蟲洞?它又為什麼會被科幻小說家視為星際旅行的工具呢? 讓我們用一個簡單的例子來說明:大家知道, 在一個蘋果的表面上從一個點到另一個點需要走一條弧線,但如果有一條蛀蟲在這兩個點之間蛀出了一個蟲洞, 通過蟲洞就可以在這兩個點之間走直線,這顯然要比原先的弧線來得近。 把這個類比從二維的蘋果表面推廣到三維的物理空間,就是物理學家們所說的蟲洞, 而蟲洞可以在兩點之間形成快捷路徑的特點正是科幻小說家們喜愛蟲洞的原因[注五]。只要存在合適的蟲洞, 無論多麼遙遠的地方都有可能變得近在咫尺,星際旅行家們將不再受制於空間距離的遙遠。在一些科幻故事中, 技術水平高度發達的文明世界利用蟲洞進行星際旅行就像今天的我們利用高速公路在城鎮間旅行一樣。在著名的美國科幻電影及電視連續劇《星際之門》(Stargate,港台譯 星際奇兵) 中人類利用外星文明留在地球上的一台被稱為「星際之門」 的設備可以與其它許多遙遠星球上的「星際之門」 建立蟲洞連接,從而能夠幾乎瞬時地把人和設備送到那些遙遠的星球上。 蟲洞成為了科幻故事中星際旅行家的天堂。 不過米斯納與惠勒所提出的蟲洞是極其微小的, 並且在極短的時間內就會消失,無法成為星際旅行的通道。 薩根的小說發表之後,索恩對蟲洞產生了濃厚的興趣, 並和他的學生莫里斯(Mike Morris) 開始對蟲洞作深入的研究。與米斯納和惠勒不同的是, 索恩感興趣的是可以作為星際旅行通道的蟲洞,這種蟲洞被稱為可穿越蟲洞 (traversable wormhole)。
探險者的地獄
雖然數字看起來令人沮喪, 但是別忘了當我們討論蟲洞的時候,我們是在討論一個科幻的話題。 既然是討論科幻的話題,我們姑且把眼光放得樂觀些。 即使我們自己沒有能力建造蟲洞,或許宇宙間還存在其它文明生物有能力建造蟲洞, 就象《星際之門》的故事那樣。甚至, 即使誰也沒有能力建造蟲洞,或許在浩瀚宇宙的某個角落裡存在著天然的蟲洞。因此讓我們姑且假設在未來的某一天人類真的建造或者發現了一個半徑為一公里的蟲洞。 我們是否就可以利用它來進行星際旅行了呢? 初看起來半徑一公里的蟲洞似乎足以滿足星際旅行的要求了, 因為這樣的半徑在幾何尺度上已經足以讓相當規模的星際飛船通過了。看過科幻電影的人可能對星際飛船穿越蟲洞的特技處理留有深刻的印象。 從屏幕上看,飛船周圍充斥著由來自遙遠天際的星光和輻射組成的無限絢麗的視覺幻象, 看上去飛船穿越的似乎是時空中的一條狹小的通道。 但實際情況遠比這種幻想來得復雜。 事實上為了能讓飛船及乘員安全地穿越蟲洞,幾何半徑的大小並不是星際旅行家所面臨的主要問題。 按照廣義相對論,物質在通過象蟲洞這樣空間結構高度彎曲的區域, 會遇到一個十分棘手的問題,那就是張力。這為由於引力場在空間各處的分布不均勻所造成的,它的一種大家熟悉的表現形式就是海洋中的潮汐。由於這種張力的作用, 當星際飛船接近蟲洞的時候,飛船上的乘員會漸漸感覺到自己的身體在沿蟲洞的方向上有被拉伸的感覺, 而在與之垂直的方向上則有被擠壓的感覺。這種感覺便是由蟲洞引力場的不均勻造成的。 一開始,這種張力只是使人稍有不適而已, 但隨著飛船與蟲洞的接近,這種張力會迅速增加, 距離每縮小到十分一,這種張力就會增加約一千倍。 當飛船距離蟲洞還有一千公里的時候,這種張力已經超出了人體所能承受的極限, 如果飛船到這時還不趕緊折回的話,所有的乘員都將在致命的張力作用下喪命。 再往前飛一段距離,飛船本身將在可怕的張力作用下解體, 而最終,瘋狂增加的張力將把已經成為碎片的飛船及乘員撕成一長串亞原子粒子。從蟲洞另一端飛出的就是這一長串早已無法分辨來源的亞原子粒子! 這就是星際探險者試圖穿越半徑為一公里的蟲洞將會遭遇的結局。半徑一公里的蟲洞不是旅行家的天堂, 而是探險者的地獄。 因此一個蟲洞要成為可穿越蟲洞, 一個很明顯的進一步要求就是:飛船及乘員在通過蟲洞時所受到的張力必須很小。 計算表明,這個要求只有在蟲洞的半徑極其巨大的情況下才能得到滿足[注六]。 那麼究竟要多大的蟲洞才可以作為星際旅行的通道呢?計算表明, 半徑小於一光年的蟲洞對飛船及乘員產生的張力足以破壞物質的原子結構,這是任何堅固的飛船都無法經受的, 更遑論脆弱的飛船乘員了。因此, 一個蟲洞要成為可穿越蟲洞,其半徑必須遠遠大於一光年。
從科幻到現實
但另一方面, 一光年用日常的距離來衡量雖然是一個巨大的線度,用星際的距離來衡量, 卻也不算驚人。我們所在的銀河系的線度大約是它的十萬倍, 假如在銀河系與兩百二十萬光年外的仙女座大星雲之間存在一個蟲洞的話,從線度上講它只不過是一個非常細小的通道。 那麼會不會在我們周圍的星際空間中真的存在這樣的通道,只不過還未被我們發現呢? 答案是否定的。因為半徑為一光年的蟲洞真正驚人的地方不在於它的線度, 而在於維持它所需的負能量物質的數量。計算表明, 維持這樣一個蟲洞所需的負能量物質的數量相當於整個銀河系中所有發光星體質量總和的一百倍!這樣的蟲洞產生的引力效應將遠比整個銀河系的引力效應更為顯著, 如果在我們附近的星際空間中存在這種蟲洞的話,周圍幾百萬光年內的物質運動都將受到顯著的影響,我們早就從它的引力場中發現其蹤跡了。 因此不僅在地球上不可能建造可穿越蟲洞,在我們附近的整個星際空間中都幾乎不可能存在可穿越蟲洞而未被發現。 這樣看來,我們只剩下一種可能性需要討論了, 那就是在宇宙的其它遙遠角落裡是否有可能存在可穿越蟲洞?對於這個問題, 我們也許永遠都無法確切地知道結果,因為宇宙實在太大了。 但是維持可觀測蟲洞所需的數量近乎於天方夜譚的負能量物質幾乎為我們提供了答案。迄今為止, 人類從未在任何宏觀尺度上發現過負能量物質,所有產生負能量物質的實驗方法利用的都是微弱的量子效應。為了能夠維持一個可穿越蟲洞, 必須存在某種機制把量子效應所產生的微弱的負能量物質匯集起來,達到足夠的數量。 但是負能量物質可以被匯聚起來嗎?最近十幾年來物理學家們在這方面做了一些理論研究, 結果表明由量子效應產生的負能量物質是不可能無限制地加以匯聚的。負能量物質匯聚得越多, 它所能夠存在的時間就會越短。因此一個蟲洞沒有負能量物質是不穩定的, 負能量物質太多了也會不穩定!那麼到底什麼樣的蟲洞才能夠穩定的呢? 初步的計算表明,只有線度比原子的線度還要小二十幾個數量級的蟲洞才是穩定的[注七]! 這一系列結果無疑是非常冷酷的, 如果這些結果成立的話,存在可穿越蟲洞的可能性就基本上被排除了, 所有那些美麗的科幻故事也就都成了鏡花水月。不過幸運 (或不幸) 的是,上面所敘述的許多結果依據的是目前還比較前沿 - 因而相對來說也還比較不成熟- 的物理理論。未來的研究是否會從根本上動搖這些理論, 從而完全推翻我們上面介紹的許多結果,還是一個未知數。 退一步講,即使那些物理理論基本成立, 上面所敘述的許多結果也只是從那些理論推出的近似結果或特例。比方說, 許多結果假定了蟲洞是球對稱的,而實際上蟲洞完全可以是其它形狀的, 不同形狀的蟲洞所要求的負能量物質的數量,所產生張力的大小都是不同的。 所有這些都表明即使那些物理理論真的成立,我們上面提到的結論也不見得是完全 打開它的方法就是共鳴利用物質間相互吸引原理使兩時空蟲洞正反兩種物質能量互相吸引從而打開它,但這兩種能量是光能量與暗能量
『叄』 黑洞史瓦西半徑內是另一個 宇宙 你信么
不管你們信不信,至少我信。
首先我們的宇宙五種力還有一種沒有觀測出來,除了引力,電磁力,弱核力,強核力之外,旋轉力暫時不明了,這個可是一個巨大的不確定性,我們不去懷疑相對論的准確性,但是就這第五種力來說,他能帶給我們宇宙多少認知的變化還是個未知數,引力都可以讓光線無法逃逸,而現在的科學手段都可以讓光速變慢,我們為什麼不相信我們能讓光速變快呢?
而另外的宇宙中的速度,我覺得討論也沒有意義,生命的長短,時間的推移,都是無法讓人預測的。科學與幻想之間,在討論宇宙中,是一樣重要的。
看到你的補充,宇宙總質量和光速來算出另一個宇宙的速度,這是可行的,但是不同的密度,質量,包括黑洞的質量都不一樣,那麼光如果通過蟲洞的時候保持非真空條件下穿過,或者真空,那他們速度都不一樣,也許另一個宇宙沒有重力,而且,現在已經有超越光速的存在,所以,我覺得另一個宇宙中很有可能光的速度是一個變數。其實我一直覺得 黑洞的另一端很有可能還在這個宇宙中,比如遙遠的類星體。。。。
『肆』 蟲洞是什麼意思

圖中+-號代表不可分割的最小正負弦信息單位-弦比特(string bit)
(名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源於比特 It from bit
量子信息研究興盛後,此概念升華為,萬物源於量子比特)
註:位元即比特
『伍』 黑洞是吸還是噴
黑洞的形成
一個光亮的恆星為什麼會變成黑洞 答案是恆星衰老了.恆星的成份多為氫氣,也就是讓興登堡號這樣的飛船飄浮不墜的輕質物質.氫就是讓恆星發光的燃料.每個恆星的內部都在進行核融合反應,有點像連續引爆氫彈那樣,將氫氣轉化為能量:光與熱.恆星在「燃燒」氫氣時,必得面對一場拉鋸戰:一方面恆星內部的熱壓力會促使恆星擴張,就像把氣球吹大那樣:另一方面,恆星本身重力的拉扯力又促使恆星縮回來.因此恆星在發熱時,這場拉鋸戰是陷於膠著狀態的,恆星的大小也不會起變化.但一旦核反應停止,恆星就得對重力讓步,因而整個崩潰下來,就像氣球泄了氣一樣.
不過恆星年紀一大就開始變冷.由於沒有了熱能,這個老邁的龐然大物無法產生足夠的內部壓力以抵抗重力的收縮,因此開始崩潰並縮小.但恆星雖然在縮小,卻沒有損失任何物質;氫仍舊在,只是被極力壓縮而已.這意味著恆星所有的質量都向中心趨進許多,也就是將重力集中於一個小地方.小型的恆星會縮小成所謂的「白矮星」,與地球大小相當,但已停止核融合的恆星.較大的恆星則在一抹耀眼的華光,所謂的「超新星」爆炸中自我毀滅殆盡,原來的質量幾乎被轟得一點不剩.
但如果恆星的剩餘質量夠大(約達我們的太陽質量的一點四倍)那麼這些僅存的物質可能會變成黑洞.以下圖為例,這個恆星被壓縮到直徑只有一英哩.此時表面上的重力強得連它自己的光都無法逃脫.那個天體還在原地,再也看不到它了.任何接近它的物體都會被吸進去,然後消逝在「黑洞」中.
←黑洞行成過程
黑洞和時間的關系
依照愛因斯坦的相對論,重力會使時間慢下來.因此當我們接近黑洞的時候,由於受到極強的重力效應,時間確實會緩慢下來,甚至有可能在我們接近到黑洞某個范圍內,當經過一秒鍾時,外界已過了100年.
若把時鍾放在重力微弱的地方(例如地球)是很難(但仍可以辦到)測出重力對時間的影響的.但若把時鍾放在重力強大,如黑洞之處,則立刻可見到重力對時間產生的影響,至於影響之大小又依觀察者位置之不同而有不同.對於掉入黑洞中的太空旅行者而言,重力增大會使他對事物的認知加快;他會覺得他被黑洞吸了進去,一下子就到了「底」.但對位於遠方,不受黑洞影響的觀察者而言,看到的情形與此恰好相反.在他們的眼中,那位不幸的太空人似乎動得很慢,而且好像越接近黑洞,就移動得越緩慢.原因是,根據相對論的預測,黑洞的強大重力會使時間延緩下來,所以那個太空人似乎永遠都還沒掉落到底.在最底下的地方 所有的質量和能量都被濃縮為極小的點 空間消失了,時間也停止了.黑洞內應用於外界的一切物理定律都宣告終止,因此我們無從得知黑洞里到底是何種光景.
有一位學家〈史瓦西〉算出一個范圍,再范圍之內的時間和各種物理現象都和外面不同,例如:時間較慢,重力較大.因為是史瓦西算出來的,所以稱為史瓦西半徑界面,又稱事像地平面.
事像地平面指的是黑洞內時間與外界是完全不同的狀態由於光被重力所牽引,在黑洞里的時間一分鍾或許等於外界的數十年好比說你現在被吸入黑洞內,你在裡面一分鍾後就會被擠縮壓毀可是或許在幾秒後你看到了有其他人也被吸入黑洞內,但這其實是數十年後被吸入的...
黑洞的兩極噴流
↑1997年6月9日美國太空總署發布新聞指出,哈柏太空望遠鏡紅外光廣角鏡頭攝得NGC4151星系核心附近的一顆黑洞正進行煙火般的噴流景象(左上圖).其他3張照片分別是利用紫外光(左下圖),可見光(右圖上下)所攝得,每張圖的中央處正是黑洞的所在位置,而黑洞的噴流是以對稱的方式呈現.
自從1911年愛因斯坦發表彎曲時空的「廣義相對論」後不久,很多天文物理學者都相信在強大重力作用下會有黑洞的存在.因為一般初步的想法是類似地心引力 (重力)的作用,若在如此強大重力作用下,會不斷地吞噬附近的物質,連在真空中每秒速度高達30萬公里的「光」臨近黑洞時都無法倖免,無法逃脫它強大重力的吸引.況且只有物質被吸入而不會釋放出來,所以它是我們無法目視得到會有任何東西呈現的黑暗「區域」,我們稱為「黑洞」.
在一般人的心目中,黑洞在宇宙中就好像地球上傳聞已久的神秘百慕達三角地帶.從一些簡短的報導里,我們知道黑洞在宇宙的時空里是一個非常小的點,但這一小小的點卻有無窮的吸引力(重力),會不停吞噬它周遭的物質(如塵埃,星體),即使光波也在所難免.一般人相信黑洞可能是由巨型星球演化,經超新星爆發後,接近星體中心的物質劇烈地塌陷而成的.存在宇宙中的數目可能很多,且還有很多奇怪而未經證實的特性,足以影響人類對於整個宇宙和時空的想法.
近代天文物理學大師史蒂芬 霍金 (也就是「時間之箭」一書的作者)在1974 年提到「黑洞蒸發」的論點,他強調黑洞所吞噬物質的狀態,是像量子物理所說的呈現出量子化的「激發態」(不穩定狀態),這時會在南北兩極的地方向外噴流出激發態的物質,這就是所謂的「黑洞蒸發」現象.
直到哈柏太空天文望遠鏡上了太空且發揮功能,藉著它的廣角鏡頭紅外光相機所拍攝的紅外光譜圖案(因為紅外光可穿透各個星球外圍雲氣的障礙)讓我們可直接看到星球的原貌.終於在1997年5月12日,NASA宣布發現了距離我們5千萬光年外的 M84 星系中心處,有顆約為太陽3億倍質量的黑洞正像放煙火般地噴流出大量物質.接下來,天文學家利用哈柏太空天文望遠鏡和歐洲的紅外光太空望遠鏡,也發現許多黑洞都有像煙火般的噴流景象.
↑1997年5月12日美國太空總署 (NASA)發布消息指出,利用哈柏太空望遠鏡上紅外光相機廣角鏡頭的光譜圖影像,發現在M84星系中心處有一個約為太陽3億倍質量的黑洞.這是人類首度發現黑洞的兩極正以每秒400公里的速度向外噴流物質.左圖中央處標示出位於M84星系中心發現此正在噴流的黑洞位置.右圖中藍色的部分是位於黑洞旋轉盤面上正被黑洞吸進去而朝向我們而來的雲氣,紅色的部分是旋轉盤面上正遠離我們而去的雲氣.
↑模擬黑洞兩極噴流的過程: 圖1.黑洞強大的重力正吞噬著鄰近星球的雲氣 圖2.黑洞所吞噬的物質形成了不穩定的狀態 圖3.黑洞正進行兩極方向的巨觀噴流 圖4.經過劇烈的噴流後,黑洞又趨於穩定.黑洞持續進行吞噬鄰近星球的雲氣,不久後將會有第二波的噴流產生. 圖5.遠觀黑洞進行一波接著一波南北對稱的噴流
四,黑洞和相對論
在這里又談到愛因斯坦的相對論.本來黑洞並非一定得由大質量的恆星演變而成, 只是一般星體不可能一下子縮到底.所以恆星演變成黑洞只有經由大質量塌縮這一途徑.此結論已由相對論導出,至於黑洞與外界斷絕關系,我們可以把其形狀試想成細長瓶子狀.進入瓶子的一切短程線,都只能按弧線落到其底部.因此形成禁錮的空間,任何物體都無法逃出.但這個禁錮空間對外界是開放的,只是進的去出不來而已,也就是它和外界相通只有單向性.這個禁錮空間的內外分界稱為「事界」,也就是史瓦西半徑的界面,過了這界線,外界就無從得知了.內部的人最遠只能到達史瓦西半徑界面,亦即事界是他們世界的端點.而史瓦西界面是由史瓦西首先依據相對論所求出的解,後人便稱之為史瓦西黑洞.然而其實事界的概念已先於愛因斯坦早存在,但他創見性的兩點在於時空彎曲以及光速是一切物體運動的極限.
五,黑洞的利用
物理學家把有序的相反概念,也就是無序狀態叫做熵(Entropy). 一個封閉的物質世界系統,無論甚麼物理變化,全熵量即無序的總量絕不減少,這稱熱力學第二定律.最後熵達到最大而成平衡狀態,這就是所謂的熱寂,這時到處能量分布相同,宇宙再也活不起來了.沒有運動,也就是沒有時間,宇宙就不存在了! 引力能的熵比核能以及熱運動能的熵小得多,通常引力場絕非無序的.但黑洞把通常共存物體吞噬進去,就使黑洞失去多樣性而驅於統一,於是就包含一定的熵,把黑洞引力場轉為其他形式就不能百分之百有用.但黑洞有熵是肯定的.若非如此,投入極大量的無序的東西到黑洞中,豈非全體熵減小了.這就和熱力學第二定律相違背了.而黑洞的引力能,可看為存於表面,恰如水滴表面張力那樣的表面能.如果給水滴補充能量,它就會激烈震動而分裂.因為面積不夠容納更大的能量.同樣的,如果對黑洞施以能量,類似的理由它會震動,用引力波放走能量,因為它不能分裂.它的表面積依然和初始界面表面積一樣,亦即表面積不能減少,這可稱為「不減能」.黑洞一形成,對應的表面積就是永遠不可滅.再來談到若黑洞自轉或帶電的話,其塌縮星的能量便對應增加.因為各個電場互相排斥,要合成一體必須作功.所以電荷凝縮伴隨著電場能量的儲存.以後吸收等量反符號電荷,變成中性,就等於把儲存的能量放出.事實上,塌縮星的全部能量包含了寄存的電量.而黑洞有不可滅表面能量,自轉能量,電場能量三種.自轉能和電場能不是以熵的形式寄存的.旋轉速度降低,電荷中性化,就可送出能量,所以只有表面能是熵性的. 但要如何獲得其能量呢 在這里提供了「彈道法」.它是把物體射入能層,讓它分裂為二.一個跌進了事界,一個拋了出來,而跑出的便帶走了能層的能量.
六,不同形態的黑洞
在黑洞學的領域裏,科學家認為黑洞在質量的分類只有兩種,一種是太陽的數百萬至數十億倍(supermassive type)另外一種是只有太陽的數倍(stellar type),可是現在美國太空總署及Carnegie Mellon 大學卻發現了另外一種型態的黑洞,其重量介於一百倍至一萬倍之間,這種新發現的黑洞可能普遍存在於螺旋星系裏,其太小卻比月亮還小,天文學家稱之為中量級(middleweight)黑洞.
天文學家認為其星系中心有一個相當活躍的中量級黑洞,M82曾與M81擦身而過,造成M82內部的星球與星雲擾動,這種不尋常的碰撞可能是造成M82星系中心形成中量級黑洞的原因.
新型態的黑洞是經由X-Ray射線的發現而確認,而X-Ray射線是黑洞附近的物質被吸入黑洞之前所散發出來的最後能量,經由X-Ray望遠鏡的偵測與光譜儀的對照,可以確定黑洞的大小及活躍程度.這種新型態的黑洞很可能是數個輕量級的黑洞聯合而成,這些輕量級的黑洞在M82星系裏有數以百萬計,因不明原因而合並成較大的中型黑洞.
七,雙黑洞系統
當天空中某個天體正踏著醉拳般的步伐晃動時,天文學家就曉得在這醉拳 高手附近應該還有另一個天體正與之對峙.天體之間最重要的作用力 是萬有引力,它會使周遭天體的運動軌跡改變.例如,以前的天文學家是先 觀測到天王星(Neptune),但是卻發現天王星環繞太陽運轉的軌道與計算 不合,因而推斷天王星之外應該還有另一顆行星,之後,觀測者便在天王星軌道 之外又發現了海王星(Uranus).此外,天文學家也利用這種方式來判斷 雙星系統.
荷蘭Leiden天文台的Nico Roos觀測天龍座(Draco)的類星體(quasar)1928+738 所發出的噴射流(jet),他發現這條噴射流也有」搖頭晃腦〃的現象,可能這種 進動(precession)是由類星體1928+738核心中的雙黑洞系統所造成的. 由噴射流搖頭晃腦的幅度和頻率,天文學家推算出這二個黑洞以周期2.9年 相互繞著運動,並且整個系統應該具有一億個太陽質量.
以前就有人提出雙黑洞系統的構想,而類星體1928+738正好是這個構想 的最好證明.Roos並提出類星體1928+738內雙黑洞系統的形成原因,可能 是由二個中心都擁有黑洞的星系相互碰撞合並而成的.許多天文學家都相信 在類星體中或在活躍星系(active galaxy)中,星系合並的情形是常常發生. Roos相信雙黑洞系統的相互快速運轉,會使得二個黑洞越轉越靠近,最後也會 合並成一個黑洞,因此這些雙黑洞系統應該都是些短命鬼.
黑洞五大誤傳
黑洞是宇宙中最不可思議的天體。愛因斯坦提出廣義相對論之後的第二年,即1960年,科學家們才理解並接受了黑洞的存在。今天,黑洞已經廣為人知,這個曾經僅僅存在於物理理論中的怪物已經被人們泛化到了其他許多層面,並賦予了它新的含義。
與此同時黑洞也早已成為科幻小說、科幻影視中頻頻出現的神奇天體。這些科幻作品讓許多人認識了「黑洞」這個怪物,但同時也帶來了種種對黑洞的誤解。這里我們總結出五種最為常見的對黑洞性質的誤傳,也相應給出真實的情形。請看一看,你的腦海中是否也存在這些以訛傳訛的誤解,是否能分清黑洞的科學與科幻?
誤傳1:黑洞是時空旅行的通道
宇航員在執行任務是不幸遭遇了黑洞,當他們發現時已經無力回天——他們無可避免地掉進了黑洞!但也許這不見得就是一場災難——在一些科幻作品中,黑洞被描述為通向宇宙其他地點或者其他宇宙的大門,宇航員掉入黑洞後會幸運地到達宇宙的其他地方乃至另外一個宇宙!有一部電影的宣傳語就是:「一次從萬物終結之處開始的旅行。」
但不幸的是,終結就是終結,這里不會再有新的旅行。很多黑洞僅僅是大質量恆星的演化終點。這些恆星的質量在太陽的10倍以上。在它們的一生中,總有兩種不同的力量在相互抗衡:自身的引力向內施壓,而內部熱核聚變反應所產生的能量則向外施壓。當這兩種力量不分伯仲的時候,恆星就處於較為穩定的狀態。但恆星內部用於熱核聚變的的燃料終有一天要用盡,當這一天來臨時,力量的懸殊就會顯現出來。一旦引力佔了上風,恆星就無可避免地向內坍縮,並且引力的作用會越來越劇烈。隨著恆星的物質變得越來越緻密,它的逃逸速度也越來越大。當恆心緻密到逃逸速度大於光速時,一個黑洞就形成了。此時,即便是宇宙間運動速度最快的物質——光——也無法逃離黑洞了。
另外,宇宙中還有一些質量非常巨大的黑洞,他們位於星系和類星體的中心。比如我們銀河系的中心就有一顆超大質量黑洞,它的質量是太陽的400萬倍。這些黑洞的形成過程還不完全清晰。但不論是恆星質量黑洞,還是超大質量黑洞,從天文學角度來看,都與時空之門無關,它們不過是天體的一種極端存在形式。
在時空旅行的幻想中,還常常出現「蟲洞」。蟲洞被認為是有兩個黑洞經「愛因斯坦-羅森橋」連接而成的。1935年愛因斯坦和羅森提出了愛因斯坦-羅森橋,但這一理論並沒有提及橋兩端所連接的時空具有何種關系。於是在科幻中,宇航員從一個黑洞進入另一個黑洞進入,會從另一個黑洞出去,這樣就發生了時空旅行。但真實的情形是,到目前為止,天文學家在實際的觀測中已經發現了不少黑洞的存在跡象,卻從未有任何證據證明蟲洞的存在。蟲洞目前僅僅是數學上的結果,可能永遠也只是數學上的結果。
此外還有另一種更為詭異的說法:黑洞可能與白洞相連,當一個人從黑洞進入後,可能由白洞出來。事實上,白洞也僅僅是數學上與黑洞相對的結果,在自然界中是否真的存在也很值得懷疑。而白洞與黑洞相連的說法就顯得更加不可能了。退一萬步說,假設真的有黑洞與白洞相連,那麼當一個人投身黑洞,那麼早在他從白洞「鑽」出來之前,他已經在黑洞巨大的潮汐里的作用下被撕得粉碎了!
誤傳2:黑洞會把所有的天體都「吸」進去
連光都無法逃離黑洞的魔掌,更不用說其他物質了。不管是恆星還是行星,宇宙中的一切其他的天體最終都會被黑洞吸進去,我們銀河系中心的超大質量黑洞最終會把整個星系都吃掉——這只是個時間問題,對嗎?
不是這樣的。事實上,黑洞不會「吸」任何東西。黑洞的引力與宇宙中其他天體的引力在性質上沒有差別,對於遠處的物體來說,黑洞的引力並不能把它們怎麼樣。假如我們的太陽系突然演化成了一個黑洞,那麼這個黑洞並不會把太陽系中的大小行星統統吃掉。我們的地球仍會在現在的軌道上運行下去(嚴格說來,從長時間來看可能會有微小變化),唯一明顯的變化就是天氣會變得異常寒冷——因為缺少了陽光的溫暖。
黑洞就像是水中的旋渦,只有當你離它太近的時候,它才會對你構成威脅。黑洞有一個「史瓦西半徑」,只有當你越過了這個半徑,你才會無法自拔地被黑洞「吸」進去。史瓦西半徑可以從逃逸速度的方程中計算得到。在史瓦西半徑以內,光都無法逃逸。我們的太陽的半徑大約是70萬千米。當太陽突然變成黑洞,太陽系中的大小行星全都會處於「安全線」之外。當然,我們的太陽是不會變成黑洞的,因為它的質量太小了。太陽最終會演化為一顆白矮星。那些經歷一系列演化後中心質量在太陽的2.5倍以上的天體,才有可能演化為黑洞。
那麼,為什麼在史瓦西半徑以內,黑洞的引力會極為強大呢?在數學上,一個物體所產生的引力可以被看作是集中於一點的。對於球體來說,這個點位於球心。當你站在地球表面,你距離球心是最近的,因而你感受到了地球所能帶給你的最大的引力。假設某一天,地球開始向中心坍縮,那麼站在地球表面的你就會隨之移向地球的中心,也就是說你里地球中心越來越近,這時你就會感到自己越來越重,因為你受到的引力越來越大。但假如你沒有隨著地面移動,而是懸在原地不動,那麼你便不會感到引力有何變化。黑洞是一種極端的情況,理論上,天體演化為黑洞時,原先的物質會坍縮到體積為零、密度為無窮大,其他物質能夠非常接近原先天體中心,因而受到極為強大的引力作用。
誤傳3:黑洞的密度無窮大
在廣義相對論中,黑洞中存在一個「奇點」,這個奇點的體積為零、密度為無窮大。任何物體跌入黑洞後,最終都會粉身碎骨地撞到奇點上。然而,奇點只是計算得來的產物,在真實的物理世界中,密度為無窮大的狀態不應該出現。從量子輻射的角度來考慮,假如一個物體的密度為無窮大,那麼它是無法長時間存在的,它會在眨眼間就消失。
實際上,從史瓦西半徑的計算公式中很容易看出,黑洞的史瓦西半徑的長度與黑洞的質量成正比。史瓦西半徑給出了黑洞「視界」的大小,人們一般將視界之內的體積看作黑洞的體積。假如一個黑洞的質量是另一個的10倍。那麼,前者的史瓦西半徑的長度就是後者的10倍。進而可知,前者的體積是後者的1000倍。這時再計算密度就會發現,前者的密度是後者的1/100。由此可見,當黑洞的質量增加時,它的密度會迅速減小。
假如一個黑洞的質量與我們的太陽相當,那麼它的密度就是100億頓/立方厘米,這樣大的密度簡直難以想像。而對於星系中心的超大質量黑洞而言,它們的密度則可能比水還要小。有人計算,宇宙質量的黑洞的密度會小到10的-23次方克/立方米。
另一個有趣的現象是,超大質量黑洞在視界處的潮汐力可能並不大。一名宇航員如果飛向一個恆星質量的黑洞,那麼他早在到達視界之前就會被撕裂;但如果他飛向一個超大質量黑洞,那麼他有可能在越過視界後仍安然無恙。
誤傳4:實驗室中產生的量子黑洞可能吃掉整個地球
在科學家業已發現的四種基本力(強力、電磁力、弱力、和引力)中,引力是最弱的力。目前有一些「怪異」的理論來解釋這種現象。比如有理論認為,引力並不是本質上就很弱,但它之所以表現得弱,是因為它的力量傳播到了一些看不到的維度中。在三維的世界中,當你把兩件物體的距離拉近一半,那麼它們的間的引力將變為原先的四倍;但如果在九維的情況下,當你把兩件物體的距離拉近一半,它們間的引力將變為原先的256倍!這種理論意味著,假如我們的宇宙中存在一些看不到的小維度,那麼在極小的距離上,引力可能會成為一種很強的力。再進一步,這可能意味著,在科學家的實驗室中,機器可能會擁有製造量子黑洞的能量。
這種擔心其實是多餘的。每天,來自宇宙空間的高能粒子都在撞擊地球。據計算,由此撞擊出的小黑洞每天可能有100個。如果這些小黑洞能吃掉地球的話,那麼地球早就不存在了。可是,這些小黑洞為什麼無法對地球的安全造成威脅呢?
1970年,史蒂芬·霍金提出,黑洞是有輻射的,它們會有「蒸發」。黑洞的溫度與它的質量成反比。一個黑洞的質量越小,它的溫度就越高,「蒸發」過程也越快。實驗室中製造出來的黑洞(如果能造出來的話),它們的溫度可能就已經「蒸發」殆盡了。如果想讓這樣的黑洞存活下來,那麼就必須使它周圍的溫度比它的溫度還要高。要知道,即便是在太陽的中心,也是遠遠達不到這種溫度的。
然而幻想中會有所不同。假設你有某種方法使量子黑洞周圍的溫度高於黑洞,那麼黑洞就會慢慢長大。隨著質量的增加,黑洞會逐漸冷卻。待到黑洞冷卻到一定程度,它會進入一種穩定的狀態,最終你可以把它從原先的超高溫環境中取出,為你所用。當然,也有一些科幻作家已經指出,假如這樣的黑洞被不小心掉在了地上,那麼它會一路吃到地心,最後整個地球都會完蛋。
下面回到現實。現在,歐洲核子中心正在建設「大型強子對撞機」,該對撞機最早有可能在2007年投入運行。該對撞機能夠令粒子在極大的能量中碰撞,甚至模擬出宇宙大爆炸剛剛發生之後宇宙中的環境。該對撞機位於法國和瑞士的接壤之處,但請放心,即便它不小心製造出了黑洞,黑洞也不會吃掉法國或瑞士。
誤傳5:在掉進黑洞的過程中,我會看到宇宙命運在我眼前閃過
假如你乘著飛船向黑洞撞去,遠處有一個你的噴夠目送你,那麼你的這個朋友將永遠也看不到你越過視界的那一刻。因為在視界附近,由於引力的作用,時間的流動變得很慢,在你接近視界的過程中,你的飛船發出的光線需要越來越長的時間才能到達那位朋友的眼睛。在視界處,這個時長變為無窮大,你發出的光線永遠也到達不了朋友的眼睛了。
那麼,這是否意味著你需要無窮大的時間才會撞到奇點上,而你可以看到宇宙的命運在你眼前閃過呢?不是的。對你來說,你也許需要花費一些時間到達視界,但只要越過了視界,那麼須臾之間你就會到達「萬物的終結之處」。在你看來,時間並沒有變慢。你的朋友所看到的只是某種假象,也許你早已撞上了奇點,但你的朋友所看到的景象還是你正在接近黑洞。
另一方面,實際上,在你不斷接近時視界的過程中,你的飛船所發出的光線的波長會越來越長。對你的朋友來說,也許起初還可以看到你的飛船在光學波段的影象,然後光學波段看不到了,只好在紅外波段看,後來紅外波段也看不到了,只能在無線波段看,到了最後,光線的波長被紅移到非常大的程度,你的朋友用什麼儀器都看不到你了。
在跌入黑洞的過程中,你所能看到的僅僅是被扭曲了的宇宙景象,因為黑洞造成的時空彎曲可能會使外部傳來的光線發生扭曲。即便是進入到視界以內,你仍然可以看到(當然,如果你還活著的話)外面的星光。因為光線可以進入黑洞,只是出不去。也許在你看來,星空會有些扭曲,但決不會看到宇宙的命運的「快進」版本。
但是,假如我們可以用某種方法抵消黑洞的引力,使你的飛船恰好停留在視界處,則你將會看到宇宙在你眼前終了一生。當然,這僅僅是一種不可能的假設
參考資料:http://oceanfat.aa.topzj.com/viewthread.php?tid=83999&fpage=1
『陸』 《星際穿越》里的人為什麼能在黑洞中存活
《星際穿越》是科幻故事,不是科學研究,不可認真。黑洞是一個極端天體,黑洞的史瓦西半徑是一個空空如也的天區,所有的物質進入黑洞都只是一個過客,會無可爭議的掉到中間那個體積無盡小的奇點上,也即是說再大質量的物質,都會化為烏有。

愛因斯坦廣義相對論預言奇點會產生,引力場極端條件下的勢必後果,當因為表面在此處失利,因此無法形貌奇點處會產生什麼。
我們只能覺得,奇點不是我們世界的東西,我們是四維時空三維世界,而奇點不妨是一個零維時空的事物,是超時空的,所以我們世界無法窺視,也無法注釋。
『柒』 我要寫一本科幻小說需要一點比較能蒙人的名詞那位高手給提供一點。
蟲洞,黑洞,奇點,史瓦西半徑,星門,白洞,中子星,白矮星,四維空間,深海模式,強力,絕對光滑
『捌』 幾個關於黑洞的問題
1 形成原因是質量大的天體被壓縮為體積極小的物質 形成黑洞 具體過程與原理還不清楚
2 黑洞可以吸收光 所以無法被人看到 不要說圖片了
3 因該是轉換為質量了
4 可以吞噬一切
目前黑洞學說只是剛剛開始 只能理論上證明黑洞存在 具體的直接的證據沒有
所以 目前關於一切黑洞的問題只是推論
有什麼信不信的 黑洞本來的存在就是被人懷疑的 因為黑洞的存在只是理論推論的 什麼是理論推論?想像一下 愛因斯坦就是整天在房間里進行數學與物理算式的演算與研究得出的相對論 雖然當時認為是天方夜譚 誰相信物體速度超過光速時間會倒流?對吧 問題就在這里 他目前被大多人科學家認同 那麼說明相對論有正確的理論依據 很可能符合事實 那麼在目前沒有技術能達到速度為超光速 只能接近光速 然而證明速度與時間是有關系的 所以 相對論可以說大部分被人所接受
就是這回事 黑洞目前只是理論 能不能被證明出正確性只是時間問題 相信不相信也沒啥
但是 相信黑洞存不存在是一回事 相不相信黑洞理論是另外一回事 理論只是算式 那麼從正確的數學物理算式得出的結論 沒什麼大意外是絕對正確的 這就是科學的嚴謹性 不可能得出的數學或者物理式子沒有意義
黑洞理論內容很重要的一點就是 引力與速度的關系 因為黑洞理論說明了黑洞的逃脫速度大於光速(知道什麼是逃脫速度么 打比方 就是你如果走路的速度低於一個物體的逃脫速度的話 你將以以固定距離永遠圍繞此物體 不可能離開到更遠)那麼就是說光都無法穿越黑洞 這就是答案 如果黑洞存在 光就無法穿越它 那麼 就算火眼金金我想也沒辦法看見
電視上播的是想像圖 是電腦繪制的 讓人更容易理解
黑洞是在做宇宙航行 但估計移動的很慢
而且 黑洞不是洞 是有型有質量的物質 就是把地球重量縮到一粒大米上 就相當與黑洞
