当前位置:首页 » 玄幻小说 » 史瓦西半径科幻小说什么意思

史瓦西半径科幻小说什么意思

发布时间: 2021-07-05 01:20:10

『壹』 虫洞又是什么意思

这个比较容易理解:

虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。

在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦
西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗
姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍
给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。

被屏蔽广告
虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通
过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情
况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就
是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构
就以为着黑洞的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,叫史瓦西喉,也
就是一种特定的虫洞。

自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。

我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——
罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即
爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。

当然,前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路,但是
虫洞的作用远不只如此。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,
它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为
一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和
超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线
和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空
间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不
被巨大的引力所摧毁。

那么虫洞都有些什么性质呢?

利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得
到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们
研究的重要是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性
质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。

虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中
的告诉火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西
又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车。虫洞的存在,依赖于
一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维
持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔
斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析
物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因
为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了
十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光
速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的
速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞
的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。

但是虫洞并没有这么太平。前面说的是在安静的相对论中的虫洞,在暴躁的
量子理论中,虫洞的性质又有了十分重要的变化。

我们想先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”

大,成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞
本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消
失。虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中,
即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空
中消失,成为真正的四维时空组旅行者。

而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进
入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体
是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中,
几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,
因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的。

那么虫洞是如何产生的呢?

虫洞的自然产生机制有两种:

其一,是黑洞的强大引力能;

其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的
时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些
十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,
但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。

还有一些文章,你自己点击看:
本文地址http://tech.163.com/04/1101/17/144AAINI0009rt.html
关于虫洞的诗歌:
http://ziqu.netsh.com/bbs/665199/12/18242.html
科学上的看法:
http://218.108.46.75/hzwl/Article_Show.asp?ArticleID=241
什么是虫洞:
http://www.qglt.com/bbs/ReadFile?whichfile=35114&typeid=43

不知您是否满意?

『贰』 星际航行的虫洞是什么意思

宇宙虫洞由阿尔伯特·爱因斯坦提出该理论。简单地说,“虫洞”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敞开。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"。
理论形成研究历史虫洞软件展开 编辑本段基本介绍
虫洞,英文为:Wormhole 早在19世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理 虫洞
学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。 “
虫洞(15张)瞬间移动”的可能,如同超时空转换。 随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。 据科学家猜测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。 科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。
编辑本段虫洞来源
虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特·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。(右图片绘制:张嘉年) 自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。 虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里,虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥,物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。 虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然出现的超时空管道。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅,这里不再赘述。 总之,目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少,它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。 虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学 虫洞
家对此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”,在没有物质的空间中,能量也同样存在其内部,这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙,宇宙项是必须的,而且,在基本粒子论里,也认为真空中的能量是自然呈现的。那么,为何目前宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明:在爆炸以前的初期宇宙中,虫洞连接着很多的宇宙,很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果,由一个宇宙可能产生另一个宇宙,而且,宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴,它们可通往一个宇宙的过去及未来,或其他的宇宙。 旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎可以说是和黑洞同时的。
编辑本段相关理论
虫洞有几种说法: 一是空间中的隧道,它就像一个球,你要是沿球面走就远了。但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径。 二是黑洞与白洞的联系。黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。 三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看电影,却无法改变发生的事情,因为时间是线行的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序 到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂。特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。 还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。 在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。 虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的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,叫史瓦西喉,也就是一种特定的虫洞。 自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。 我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。 虫洞示意图
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还在宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。 虫洞没有视界,它有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。
编辑本段虫洞性质
利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们研究的重要是黑洞,而
不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。 虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中的高速火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的高速火车。虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。
编辑本段生产机制
自然产生机制
虫洞的自然产生机制有两种: 其一,是黑洞的强大引力能。 其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。
个人假设
1.虫洞像河流,通过的物体像船,船顺河而下。 2.虫洞体像一个圆柱形磁铁,强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解,以波的形式在柱心管道运行,在出口处还原。通过的物体类似一个障碍,造成波的某一部分形变,然后这个形变推移到出口。 可能还涉及到横波、纵波,波的反射、折射、衍射,物质的不均匀、空间的不规则,如同水中气泡般的宇宙空洞。 3.虫洞像一个圆柱形隧道,通过时间扭曲,把物体吸入里面,进行太空旅行。
编辑本段相关言论
星空最后的前沿
探索星空是人类一个恒久的梦想。 在晴朗的夜晚,每当我们仰起头来, 就会看到满天的繁星。自古以来, 星空以它无与伦比的浩瀚、深邃、 美丽及神秘激起着人类无数的遐想。著名的美国科幻电视连续剧《星际旅行》(Star Trek) 中有这样一句简短却意味无穷的题记:星空, 最后的前沿(Space, the final frontier)[注一]。当我第一次观看这个电视连续剧的时候, 这句用一种带有磁性的话外音念出的题记给我留下了令人神往的印象。 在远古的时候, 人类探索星空的方式是肉眼,后来开始用望远镜, 但人类迈向星空的第一步则是在一九五七年。那一年, 人类发射的第一个航天器终于飞出了我们这个蓝色星球的大气层。十二年后, 人类把足迹留在了月球上。三年之后, 人类向外太阳系发射了先驱者十号深空探测器。一九八三年, 先驱者十号飞离了海王星轨道,成为人类发射的第一个飞离太阳系的航天器[注二]。 从人类发射第一个航天器以来,短短二十几年的时间里, 齐奥尔科夫斯基所预言的“人类首先将小心翼翼地穿过大气层, 然后再去征服太阳周围的整个空间”就成为了现实, 人类探索星空的步履不可谓不迅速。但是, 相对于无尽的星空而言,这种步履依然太过缓慢。 率先飞出太阳系的先驱者十号如今正在一片冷寂的空间中滑行着,在满天的繁星之中, 要经过多少年它才能飞临下一颗恒星呢?答案是两百万年! 那时它将飞临距离我们六十八光年的金牛座(Taurus)[注三]。六十八光年的距离相对于地球上的任何尺度来说都是极其巨大的, 但是相对于远在三万光年之外的银河系中心,远在两百二十万光年之外的仙女座大星云,远在六千万光年之外的室女座星系团,以及更为遥远的其它天体来说无疑是微不足道的。人类的好奇心是没有边界的, 可是即便人类航天器的速度再快上许多倍,甚至接近物理速度的上限 - 光速,用星际空间的距离来衡量依然是极其缓慢的。 那么,有没有什么办法可以让航天器以某种方式变相地突破速度上限, 从而能够在很短的时间内跨越那些近乎无限的遥远距离呢?科幻小说家们率先展开了想象的翅膀。
旅行家的天堂
一九八五年, 美国康乃尔大学(Cornell University) 的著名行星天文学家卡尔· 萨根(Carl Sagan) 写了一部科幻小说,叫做《接触》 (Contact)。萨根对探索地球以外的智慧
生物有着浓厚的兴趣,他客串科幻小说家的目的之一是要为寻找外星智慧生物的 SETI 计划筹集资金。他的这部小说后来被拍成了电影, 为他赢得了广泛的知名度。 萨根在他的小说中叙述了一个动人的故事: 一位名叫艾丽(Ellie) 的女科学家收到了一串来自外星球智慧生物的电波信号。经过研究, 她发现这串信号包含了建造一台特殊设备的方法,那台设备可以让人类与信号的发送者会面。 经过努力,艾丽与同事成功地建造起了这台设备, 并通过这台设备跨越了遥远的星际空间与外星球智慧生物实现了第一次接触。 但是, 艾丽与同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的设备究竟利用了什么方式让旅行者跨越遥远的星际空间的呢?这是萨根需要大胆 “幻想”的地方。 他最初的设想是利用黑洞。但是萨根毕竟不是普通的科幻小说家, 他的科学背景使他希望自己的科幻小说尽可能地不与已知的物理学定律相矛盾。于是他给自己的老朋友, 加州理工大学(California Institute of Technology) 的索恩(Kip S. Thorne) 教授打了一个电话。索恩是研究引力理论的专家, 萨根请他为自己的设想做一下技术评估。索恩经过思考及粗略的计算, 很快告诉萨根黑洞是无法作为星际旅行的工具的,他建议萨根使用虫洞 (wormhole) 这个概念。据我所知, 这是虫洞这一名词第一次进入科幻小说中[注四]。在那之后, 各种科幻小说、电影、 及电视连续剧相继采用了这一名词,虫洞逐渐成为了科幻故事中的标准术语。 这是科幻小说家与物理学家的一次小小交流结出的果实。 萨根与索恩的交流不仅为科幻小说带来了一个全新的术语, 也为物理学开创了一个新的研究领域。在物理学中, 虫洞这一概念最早是由米斯纳(C. W. Misner) 与惠勒(J. A. Wheeler) 于一九五七年提出的,与人类发射第一个航天器恰好是同一年。 那么究竟什么是虫洞?它又为什么会被科幻小说家视为星际旅行的工具呢? 让我们用一个简单的例子来说明:大家知道, 在一个苹果的表面上从一个点到另一个点需要走一条弧线,但如果有一条蛀虫在这两个点之间蛀出了一个虫洞, 通过虫洞就可以在这两个点之间走直线,这显然要比原先的弧线来得近。 把这个类比从二维的苹果表面推广到三维的物理空间,就是物理学家们所说的虫洞, 而虫洞可以在两点之间形成快捷路径的特点正是科幻小说家们喜爱虫洞的原因[注五]。只要存在合适的虫洞, 无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺,星际旅行家们将不再受制于空间距离的遥远。在一些科幻故事中, 技术水平高度发达的文明世界利用虫洞进行星际旅行就像今天的我们利用高速公路在城镇间旅行一样。在著名的美国科幻电影及电视连续剧《星际之门》(Stargate,港台译 星际奇兵) 中人类利用外星文明留在地球上的一台被称为“星际之门” 的设备可以与其它许多遥远星球上的“星际之门” 建立虫洞连接,从而能够几乎瞬时地把人和设备送到那些遥远的星球上。 虫洞成为了科幻故事中星际旅行家的天堂。 不过米斯纳与惠勒所提出的虫洞是极其微小的, 并且在极短的时间内就会消失,无法成为星际旅行的通道。 萨根的小说发表之后,索恩对虫洞产生了浓厚的兴趣, 并和他的学生莫里斯(Mike Morris) 开始对虫洞作深入的研究。与米斯纳和惠勒不同的是, 索恩感兴趣的是可以作为星际旅行通道的虫洞,这种虫洞被称为可穿越虫洞 (traversable wormhole)。
探险者的地狱
虽然数字看起来令人沮丧, 但是别忘了当我们讨论虫洞的时候,我们是在讨论一个科幻的话题。 既然是讨论科幻的话题,我们姑且把眼光放得乐观些。 即使我们自己没有能力建造虫洞,或许宇宙间还存在其它文明生物有能力建造虫洞, 就象《星际之门》的故事那样。甚至, 即使谁也没有能力建造虫洞,或许在浩瀚宇宙的某个角落里存在着天然的虫洞。因此让我们姑且假设在未来的某一天人类真的建造或者发现了一个半径为一公里的虫洞。 我们是否就可以利用它来进行星际旅行了呢? 初看起来半径一公里的虫洞似乎足以满足星际旅行的要求了, 因为这样的半径在几何尺度上已经足以让相当规模的星际飞船通过了。看过科幻电影的人可能对星际飞船穿越虫洞的特技处理留有深刻的印象。 从屏幕上看,飞船周围充斥着由来自遥远天际的星光和辐射组成的无限绚丽的视觉幻象, 看上去飞船穿越的似乎是时空中的一条狭小的通道。 但实际情况远比这种幻想来得复杂。 事实上为了能让飞船及乘员安全地穿越虫洞,几何半径的大小并不是星际旅行家所面临的主要问题。 按照广义相对论,物质在通过象虫洞这样空间结构高度弯曲的区域, 会遇到一个十分棘手的问题,那就是张力。这为由于引力场在空间各处的分布不均匀所造成的,它的一种大家熟悉的表现形式就是海洋中的潮汐。由于这种张力的作用, 当星际飞船接近虫洞的时候,飞船上的乘员会渐渐感觉到自己的身体在沿虫洞的方向上有被拉伸的感觉, 而在与之垂直的方向上则有被挤压的感觉。这种感觉便是由虫洞引力场的不均匀造成的。 一开始,这种张力只是使人稍有不适而已, 但随着飞船与虫洞的接近,这种张力会迅速增加, 距离每缩小到十分一,这种张力就会增加约一千倍。 当飞船距离虫洞还有一千公里的时候,这种张力已经超出了人体所能承受的极限, 如果飞船到这时还不赶紧折回的话,所有的乘员都将在致命的张力作用下丧命。 再往前飞一段距离,飞船本身将在可怕的张力作用下解体, 而最终,疯狂增加的张力将把已经成为碎片的飞船及乘员撕成一长串亚原子粒子。从虫洞另一端飞出的就是这一长串早已无法分辨来源的亚原子粒子! 这就是星际探险者试图穿越半径为一公里的虫洞将会遭遇的结局。半径一公里的虫洞不是旅行家的天堂, 而是探险者的地狱。 因此一个虫洞要成为可穿越虫洞, 一个很明显的进一步要求就是:飞船及乘员在通过虫洞时所受到的张力必须很小。 计算表明,这个要求只有在虫洞的半径极其巨大的情况下才能得到满足[注六]。 那么究竟要多大的虫洞才可以作为星际旅行的通道呢?计算表明, 半径小于一光年的虫洞对飞船及乘员产生的张力足以破坏物质的原子结构,这是任何坚固的飞船都无法经受的, 更遑论脆弱的飞船乘员了。因此, 一个虫洞要成为可穿越虫洞,其半径必须远远大于一光年。
从科幻到现实
但另一方面, 一光年用日常的距离来衡量虽然是一个巨大的线度,用星际的距离来衡量, 却也不算惊人。我们所在的银河系的线度大约是它的十万倍, 假如在银河系与两百二十万光年外的仙女座大星云之间存在一个虫洞的话,从线度上讲它只不过是一个非常细小的通道。 那么会不会在我们周围的星际空间中真的存在这样的通道,只不过还未被我们发现呢? 答案是否定的。因为半径为一光年的虫洞真正惊人的地方不在于它的线度, 而在于维持它所需的负能量物质的数量。计算表明, 维持这样一个虫洞所需的负能量物质的数量相当于整个银河系中所有发光星体质量总和的一百倍!这样的虫洞产生的引力效应将远比整个银河系的引力效应更为显著, 如果在我们附近的星际空间中存在这种虫洞的话,周围几百万光年内的物质运动都将受到显著的影响,我们早就从它的引力场中发现其踪迹了。 因此不仅在地球上不可能建造可穿越虫洞,在我们附近的整个星际空间中都几乎不可能存在可穿越虫洞而未被发现。 这样看来,我们只剩下一种可能性需要讨论了, 那就是在宇宙的其它遥远角落里是否有可能存在可穿越虫洞?对于这个问题, 我们也许永远都无法确切地知道结果,因为宇宙实在太大了。 但是维持可观测虫洞所需的数量近乎于天方夜谭的负能量物质几乎为我们提供了答案。迄今为止, 人类从未在任何宏观尺度上发现过负能量物质,所有产生负能量物质的实验方法利用的都是微弱的量子效应。为了能够维持一个可穿越虫洞, 必须存在某种机制把量子效应所产生的微弱的负能量物质汇集起来,达到足够的数量。 但是负能量物质可以被汇聚起来吗?最近十几年来物理学家们在这方面做了一些理论研究, 结果表明由量子效应产生的负能量物质是不可能无限制地加以汇聚的。负能量物质汇聚得越多, 它所能够存在的时间就会越短。因此一个虫洞没有负能量物质是不稳定的, 负能量物质太多了也会不稳定!那么到底什么样的虫洞才能够稳定的呢? 初步的计算表明,只有线度比原子的线度还要小二十几个数量级的虫洞才是稳定的[注七]! 这一系列结果无疑是非常冷酷的, 如果这些结果成立的话,存在可穿越虫洞的可能性就基本上被排除了, 所有那些美丽的科幻故事也就都成了镜花水月。不过幸运 (或不幸) 的是,上面所叙述的许多结果依据的是目前还比较前沿 - 因而相对来说也还比较不成熟- 的物理理论。未来的研究是否会从根本上动摇这些理论, 从而完全推翻我们上面介绍的许多结果,还是一个未知数。 退一步讲,即使那些物理理论基本成立, 上面所叙述的许多结果也只是从那些理论推出的近似结果或特例。比方说, 许多结果假定了虫洞是球对称的,而实际上虫洞完全可以是其它形状的, 不同形状的虫洞所要求的负能量物质的数量,所产生张力的大小都是不同的。 所有这些都表明即使那些物理理论真的成立,我们上面提到的结论也不见得是完全 打开它的方法就是共鸣利用物质间相互吸引原理使两时空虫洞正反两种物质能量互相吸引从而打开它,但这两种能量是光能量与暗能量

『叁』 黑洞史瓦西半径内是另一个 宇宙 你信么

不管你们信不信,至少我信。
首先我们的宇宙五种力还有一种没有观测出来,除了引力,电磁力,弱核力,强核力之外,旋转力暂时不明了,这个可是一个巨大的不确定性,我们不去怀疑相对论的准确性,但是就这第五种力来说,他能带给我们宇宙多少认知的变化还是个未知数,引力都可以让光线无法逃逸,而现在的科学手段都可以让光速变慢,我们为什么不相信我们能让光速变快呢?
而另外的宇宙中的速度,我觉得讨论也没有意义,生命的长短,时间的推移,都是无法让人预测的。科学与幻想之间,在讨论宇宙中,是一样重要的。

看到你的补充,宇宙总质量和光速来算出另一个宇宙的速度,这是可行的,但是不同的密度,质量,包括黑洞的质量都不一样,那么光如果通过虫洞的时候保持非真空条件下穿过,或者真空,那他们速度都不一样,也许另一个宇宙没有重力,而且,现在已经有超越光速的存在,所以,我觉得另一个宇宙中很有可能光的速度是一个变量。其实我一直觉得 黑洞的另一端很有可能还在这个宇宙中,比如遥远的类星体。。。。

『肆』 虫洞是什么意思

图中+-号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特(string bit)

(名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit

量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)

注:位元即比特

『伍』 黑洞是吸还是喷

黑洞的形成
一个光亮的恒星为什麼会变成黑洞 答案是恒星衰老了.恒星的成份多为氢气,也就是让兴登堡号这样的飞船飘浮不坠的轻质物质.氢就是让恒星发光的燃料.每个恒星的内部都在进行核融合反应,有点像连续引爆氢弹那样,将氢气转化为能量:光与热.恒星在「燃烧」氢气时,必得面对一场拉锯战:一方面恒星内部的热压力会促使恒星扩张,就像把气球吹大那样:另一方面,恒星本身重力的拉扯力又促使恒星缩回来.因此恒星在发热时,这场拉锯战是陷於胶著状态的,恒星的大小也不会起变化.但一旦核反应停止,恒星就得对重力让步,因而整个崩溃下来,就像气球泄了气一样.
不过恒星年纪一大就开始变冷.由於没有了热能,这个老迈的庞然大物无法产生足够的内部压力以抵抗重力的收缩,因此开始崩溃并缩小.但恒星虽然在缩小,却没有损失任何物质;氢仍旧在,只是被极力压缩而已.这意味著恒星所有的质量都向中心趋进许多,也就是将重力集中於一个小地方.小型的恒星会缩小成所谓的「白矮星」,与地球大小相当,但已停止核融合的恒星.较大的恒星则在一抹耀眼的华光,所谓的「超新星」爆炸中自我毁灭殆尽,原来的质量几乎被轰得一点不剩.
但如果恒星的剩余质量够大(约达我们的太阳质量的一点四倍)那麼这些仅存的物质可能会变成黑洞.以下图为例,这个恒星被压缩到直径只有一英哩.此时表面上的重力强得连它自己的光都无法逃脱.那个天体还在原地,再也看不到它了.任何接近它的物体都会被吸进去,然后消逝在「黑洞」中.
←黑洞行成过程
黑洞和时间的关系
依照爱因斯坦的相对论,重力会使时间慢下来.因此当我们接近黑洞的时候,由於受到极强的重力效应,时间确实会缓慢下来,甚至有可能在我们接近到黑洞某个范围内,当经过一秒钟时,外界已过了100年.
若把时钟放在重力微弱的地方(例如地球)是很难(但仍可以办到)测出重力对时间的影响的.但若把时钟放在重力强大,如黑洞之处,则立刻可见到重力对时间产生的影响,至於影响之大小又依观察者位置之不同而有不同.对於掉入黑洞中的太空旅行者而言,重力增大会使他对事物的认知加快;他会觉得他被黑洞吸了进去,一下子就到了「底」.但对位於远方,不受黑洞影响的观察者而言,看到的情形与此恰好相反.在他们的眼中,那位不幸的太空人似乎动得很慢,而且好像越接近黑洞,就移动得越缓慢.原因是,根据相对论的预测,黑洞的强大重力会使时间延缓下来,所以那个太空人似乎永远都还没掉落到底.在最底下的地方 所有的质量和能量都被浓缩为极小的点 空间消失了,时间也停止了.黑洞内应用於外界的一切物理定律都宣告终止,因此我们无从得知黑洞里到底是何种光景.
有一位学家〈史瓦西〉算出一个范围,再范围之内的时间和各种物理现象都和外面不同,例如:时间较慢,重力较大.因为是史瓦西算出来的,所以称为史瓦西半径界面,又称事像地平面.
事像地平面指的是黑洞内时间与外界是完全不同的状态由於光被重力所牵引,在黑洞里的时间一分钟或许等於外界的数十年好比说你现在被吸入黑洞内,你在里面一分钟后就会被挤缩压毁可是或许在几秒后你看到了有其他人也被吸入黑洞内,但这其实是数十年后被吸入的...
黑洞的两极喷流

↑1997年6月9日美国太空总署发布新闻指出,哈柏太空望远镜红外光广角镜头摄得NGC4151星系核心附近的一颗黑洞正进行烟火般的喷流景象(左上图).其他3张照片分别是利用紫外光(左下图),可见光(右图上下)所摄得,每张图的中央处正是黑洞的所在位置,而黑洞的喷流是以对称的方式呈现.
自从1911年爱因斯坦发表弯曲时空的「广义相对论」后不久,很多天文物理学者都相信在强大重力作用下会有黑洞的存在.因为一般初步的想法是类似地心引力 (重力)的作用,若在如此强大重力作用下,会不断地吞噬附近的物质,连在真空中每秒速度高达30万公里的「光」临近黑洞时都无法幸免,无法逃脱它强大重力的吸引.况且只有物质被吸入而不会释放出来,所以它是我们无法目视得到会有任何东西呈现的黑暗「区域」,我们称为「黑洞」.
在一般人的心目中,黑洞在宇宙中就好像地球上传闻已久的神秘百慕达三角地带.从一些简短的报导里,我们知道黑洞在宇宙的时空里是一个非常小的点,但这一小小的点却有无穷的吸引力(重力),会不停吞噬它周遭的物质(如尘埃,星体),即使光波也在所难免.一般人相信黑洞可能是由巨型星球演化,经超新星爆发后,接近星体中心的物质剧烈地塌陷而成的.存在宇宙中的数目可能很多,且还有很多奇怪而未经证实的特性,足以影响人类对於整个宇宙和时空的想法.
近代天文物理学大师史蒂芬 霍金 (也就是「时间之箭」一书的作者)在1974 年提到「黑洞蒸发」的论点,他强调黑洞所吞噬物质的状态,是像量子物理所说的呈现出量子化的「激发态」(不稳定状态),这时会在南北两极的地方向外喷流出激发态的物质,这就是所谓的「黑洞蒸发」现象.
直到哈柏太空天文望远镜上了太空且发挥功能,藉著它的广角镜头红外光相机所拍摄的红外光谱图案(因为红外光可穿透各个星球外围云气的障碍)让我们可直接看到星球的原貌.终於在1997年5月12日,NASA宣布发现了距离我们5千万光年外的 M84 星系中心处,有颗约为太阳3亿倍质量的黑洞正像放烟火般地喷流出大量物质.接下来,天文学家利用哈柏太空天文望远镜和欧洲的红外光太空望远镜,也发现许多黑洞都有像烟火般的喷流景象.
↑1997年5月12日美国太空总署 (NASA)发布消息指出,利用哈柏太空望远镜上红外光相机广角镜头的光谱图影像,发现在M84星系中心处有一个约为太阳3亿倍质量的黑洞.这是人类首度发现黑洞的两极正以每秒400公里的速度向外喷流物质.左图中央处标示出位於M84星系中心发现此正在喷流的黑洞位置.右图中蓝色的部分是位於黑洞旋转盘面上正被黑洞吸进去而朝向我们而来的云气,红色的部分是旋转盘面上正远离我们而去的云气.
↑模拟黑洞两极喷流的过程: 图1.黑洞强大的重力正吞噬著邻近星球的云气 图2.黑洞所吞噬的物质形成了不稳定的状态 图3.黑洞正进行两极方向的巨观喷流 图4.经过剧烈的喷流后,黑洞又趋於稳定.黑洞持续进行吞噬邻近星球的云气,不久后将会有第二波的喷流产生. 图5.远观黑洞进行一波接著一波南北对称的喷流
四,黑洞和相对论
在这里又谈到爱因斯坦的相对论.本来黑洞并非一定得由大质量的恒星演变而成, 只是一般星体不可能一下子缩到底.所以恒星演变成黑洞只有经由大质量塌缩这一途径.此结论已由相对论导出,至於黑洞与外界断绝关系,我们可以把其形状试想成细长瓶子状.进入瓶子的一切短程线,都只能按弧线落到其底部.因此形成禁锢的空间,任何物体都无法逃出.但这个禁锢空间对外界是开放的,只是进的去出不来而已,也就是它和外界相通只有单向性.这个禁锢空间的内外分界称为「事界」,也就是史瓦西半径的界面,过了这界线,外界就无从得知了.内部的人最远只能到达史瓦西半径界面,亦即事界是他们世界的端点.而史瓦西界面是由史瓦西首先依据相对论所求出的解,后人便称之为史瓦西黑洞.然而其实事界的概念已先於爱因斯坦早存在,但他创见性的两点在於时空弯曲以及光速是一切物体运动的极限.
五,黑洞的利用
物理学家把有序的相反概念,也就是无序状态叫做熵(Entropy). 一个封闭的物质世界系统,无论甚麼物理变化,全熵量即无序的总量绝不减少,这称热力学第二定律.最后熵达到最大而成平衡状态,这就是所谓的热寂,这时到处能量分布相同,宇宙再也活不起来了.没有运动,也就是没有时间,宇宙就不存在了! 引力能的熵比核能以及热运动能的熵小得多,通常引力场绝非无序的.但黑洞把通常共存物体吞噬进去,就使黑洞失去多样性而驱於统一,於是就包含一定的熵,把黑洞引力场转为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,投入极大量的无序的东西到黑洞中,岂非全体熵减小了.这就和热力学第二定律相违背了.而黑洞的引力能,可看为存於表面,恰如水滴表面张力那样的表面能.如果给水滴补充能量,它就会激烈震动而分裂.因为面积不够容纳更大的能量.同样的,如果对黑洞施以能量,类似的理由它会震动,用引力波放走能量,因为它不能分裂.它的表面积依然和初始界面表面积一样,亦即表面积不能减少,这可称为「不减能」.黑洞一形成,对应的表面积就是永远不可灭.再来谈到若黑洞自转或带电的话,其塌缩星的能量便对应增加.因为各个电场互相排斥,要合成一体必须作功.所以电荷凝缩伴随著电场能量的储存.以后吸收等量反符号电荷,变成中性,就等於把储存的能量放出.事实上,塌缩星的全部能量包含了寄存的电量.而黑洞有不可灭表面能量,自转能量,电场能量三种.自转能和电场能不是以熵的形式寄存的.旋转速度降低,电荷中性化,就可送出能量,所以只有表面能是熵性的. 但要如何获得其能量呢 在这里提供了「弹道法」.它是把物体射入能层,让它分裂为二.一个跌进了事界,一个抛了出来,而跑出的便带走了能层的能量.
六,不同形态的黑洞
在黑洞学的领域裏,科学家认为黑洞在质量的分类只有两种,一种是太阳的数百万至数十亿倍(supermassive type)另外一种是只有太阳的数倍(stellar type),可是现在美国太空总署及Carnegie Mellon 大学却发现了另外一种型态的黑洞,其重量介於一百倍至一万倍之间,这种新发现的黑洞可能普遍存在於螺旋星系裏,其太小却比月亮还小,天文学家称之为中量级(middleweight)黑洞.
天文学家认为其星系中心有一个相当活跃的中量级黑洞,M82曾与M81擦身而过,造成M82内部的星球与星云扰动,这种不寻常的碰撞可能是造成M82星系中心形成中量级黑洞的原因.
新型态的黑洞是经由X-Ray射线的发现而确认,而X-Ray射线是黑洞附近的物质被吸入黑洞之前所散发出来的最后能量,经由X-Ray望远镜的侦测与光谱仪的对照,可以确定黑洞的大小及活跃程度.这种新型态的黑洞很可能是数个轻量级的黑洞联合而成,这些轻量级的黑洞在M82星系裏有数以百万计,因不明原因而合并成较大的中型黑洞.
七,双黑洞系统
当天空中某个天体正踏著醉拳般的步伐晃动时,天文学家就晓得在这醉拳 高手附近应该还有另一个天体正与之对峙.天体之间最重要的作用力 是万有引力,它会使周遭天体的运动轨迹改变.例如,以前的天文学家是先 观测到天王星(Neptune),但是却发现天王星环绕太阳运转的轨道与计算 不合,因而推断天王星之外应该还有另一颗行星,之后,观测者便在天王星轨道 之外又发现了海王星(Uranus).此外,天文学家也利用这种方式来判断 双星系统.
荷兰Leiden天文台的Nico Roos观测天龙座(Draco)的类星体(quasar)1928+738 所发出的喷射流(jet),他发现这条喷射流也有”摇头晃脑〃的现象,可能这种 进动(precession)是由类星体1928+738核心中的双黑洞系统所造成的. 由喷射流摇头晃脑的幅度和频率,天文学家推算出这二个黑洞以周期2.9年 相互绕著运动,并且整个系统应该具有一亿个太阳质量.
以前就有人提出双黑洞系统的构想,而类星体1928+738正好是这个构想 的最好证明.Roos并提出类星体1928+738内双黑洞系统的形成原因,可能 是由二个中心都拥有黑洞的星系相互碰撞合并而成的.许多天文学家都相信 在类星体中或在活跃星系(active galaxy)中,星系合并的情形是常常发生. Roos相信双黑洞系统的相互快速运转,会使得二个黑洞越转越靠近,最后也会 合并成一个黑洞,因此这些双黑洞系统应该都是些短命鬼.

黑洞五大误传

黑洞是宇宙中最不可思议的天体。爱因斯坦提出广义相对论之后的第二年,即1960年,科学家们才理解并接受了黑洞的存在。今天,黑洞已经广为人知,这个曾经仅仅存在于物理理论中的怪物已经被人们泛化到了其他许多层面,并赋予了它新的含义。
与此同时黑洞也早已成为科幻小说、科幻影视中频频出现的神奇天体。这些科幻作品让许多人认识了“黑洞”这个怪物,但同时也带来了种种对黑洞的误解。这里我们总结出五种最为常见的对黑洞性质的误传,也相应给出真实的情形。请看一看,你的脑海中是否也存在这些以讹传讹的误解,是否能分清黑洞的科学与科幻?

误传1:黑洞是时空旅行的通道
宇航员在执行任务是不幸遭遇了黑洞,当他们发现时已经无力回天——他们无可避免地掉进了黑洞!但也许这不见得就是一场灾难——在一些科幻作品中,黑洞被描述为通向宇宙其他地点或者其他宇宙的大门,宇航员掉入黑洞后会幸运地到达宇宙的其他地方乃至另外一个宇宙!有一部电影的宣传语就是:“一次从万物终结之处开始的旅行。”
但不幸的是,终结就是终结,这里不会再有新的旅行。很多黑洞仅仅是大质量恒星的演化终点。这些恒星的质量在太阳的10倍以上。在它们的一生中,总有两种不同的力量在相互抗衡:自身的引力向内施压,而内部热核聚变反应所产生的能量则向外施压。当这两种力量不分伯仲的时候,恒星就处于较为稳定的状态。但恒星内部用于热核聚变的的燃料终有一天要用尽,当这一天来临时,力量的悬殊就会显现出来。一旦引力占了上风,恒星就无可避免地向内坍缩,并且引力的作用会越来越剧烈。随着恒星的物质变得越来越致密,它的逃逸速度也越来越大。当恒心致密到逃逸速度大于光速时,一个黑洞就形成了。此时,即便是宇宙间运动速度最快的物质——光——也无法逃离黑洞了。
另外,宇宙中还有一些质量非常巨大的黑洞,他们位于星系和类星体的中心。比如我们银河系的中心就有一颗超大质量黑洞,它的质量是太阳的400万倍。这些黑洞的形成过程还不完全清晰。但不论是恒星质量黑洞,还是超大质量黑洞,从天文学角度来看,都与时空之门无关,它们不过是天体的一种极端存在形式。
在时空旅行的幻想中,还常常出现“虫洞”。虫洞被认为是有两个黑洞经“爱因斯坦-罗森桥”连接而成的。1935年爱因斯坦和罗森提出了爱因斯坦-罗森桥,但这一理论并没有提及桥两端所连接的时空具有何种关系。于是在科幻中,宇航员从一个黑洞进入另一个黑洞进入,会从另一个黑洞出去,这样就发生了时空旅行。但真实的情形是,到目前为止,天文学家在实际的观测中已经发现了不少黑洞的存在迹象,却从未有任何证据证明虫洞的存在。虫洞目前仅仅是数学上的结果,可能永远也只是数学上的结果。
此外还有另一种更为诡异的说法:黑洞可能与白洞相连,当一个人从黑洞进入后,可能由白洞出来。事实上,白洞也仅仅是数学上与黑洞相对的结果,在自然界中是否真的存在也很值得怀疑。而白洞与黑洞相连的说法就显得更加不可能了。退一万步说,假设真的有黑洞与白洞相连,那么当一个人投身黑洞,那么早在他从白洞“钻”出来之前,他已经在黑洞巨大的潮汐里的作用下被撕得粉碎了!

误传2:黑洞会把所有的天体都“吸”进去
连光都无法逃离黑洞的魔掌,更不用说其他物质了。不管是恒星还是行星,宇宙中的一切其他的天体最终都会被黑洞吸进去,我们银河系中心的超大质量黑洞最终会把整个星系都吃掉——这只是个时间问题,对吗?
不是这样的。事实上,黑洞不会“吸”任何东西。黑洞的引力与宇宙中其他天体的引力在性质上没有差别,对于远处的物体来说,黑洞的引力并不能把它们怎么样。假如我们的太阳系突然演化成了一个黑洞,那么这个黑洞并不会把太阳系中的大小行星统统吃掉。我们的地球仍会在现在的轨道上运行下去(严格说来,从长时间来看可能会有微小变化),唯一明显的变化就是天气会变得异常寒冷——因为缺少了阳光的温暖。
黑洞就像是水中的旋涡,只有当你离它太近的时候,它才会对你构成威胁。黑洞有一个“史瓦西半径”,只有当你越过了这个半径,你才会无法自拔地被黑洞“吸”进去。史瓦西半径可以从逃逸速度的方程中计算得到。在史瓦西半径以内,光都无法逃逸。我们的太阳的半径大约是70万千米。当太阳突然变成黑洞,太阳系中的大小行星全都会处于“安全线”之外。当然,我们的太阳是不会变成黑洞的,因为它的质量太小了。太阳最终会演化为一颗白矮星。那些经历一系列演化后中心质量在太阳的2.5倍以上的天体,才有可能演化为黑洞。
那么,为什么在史瓦西半径以内,黑洞的引力会极为强大呢?在数学上,一个物体所产生的引力可以被看作是集中于一点的。对于球体来说,这个点位于球心。当你站在地球表面,你距离球心是最近的,因而你感受到了地球所能带给你的最大的引力。假设某一天,地球开始向中心坍缩,那么站在地球表面的你就会随之移向地球的中心,也就是说你里地球中心越来越近,这时你就会感到自己越来越重,因为你受到的引力越来越大。但假如你没有随着地面移动,而是悬在原地不动,那么你便不会感到引力有何变化。黑洞是一种极端的情况,理论上,天体演化为黑洞时,原先的物质会坍缩到体积为零、密度为无穷大,其他物质能够非常接近原先天体中心,因而受到极为强大的引力作用。

误传3:黑洞的密度无穷大
在广义相对论中,黑洞中存在一个“奇点”,这个奇点的体积为零、密度为无穷大。任何物体跌入黑洞后,最终都会粉身碎骨地撞到奇点上。然而,奇点只是计算得来的产物,在真实的物理世界中,密度为无穷大的状态不应该出现。从量子辐射的角度来考虑,假如一个物体的密度为无穷大,那么它是无法长时间存在的,它会在眨眼间就消失。
实际上,从史瓦西半径的计算公式中很容易看出,黑洞的史瓦西半径的长度与黑洞的质量成正比。史瓦西半径给出了黑洞“视界”的大小,人们一般将视界之内的体积看作黑洞的体积。假如一个黑洞的质量是另一个的10倍。那么,前者的史瓦西半径的长度就是后者的10倍。进而可知,前者的体积是后者的1000倍。这时再计算密度就会发现,前者的密度是后者的1/100。由此可见,当黑洞的质量增加时,它的密度会迅速减小。
假如一个黑洞的质量与我们的太阳相当,那么它的密度就是100亿顿/立方厘米,这样大的密度简直难以想象。而对于星系中心的超大质量黑洞而言,它们的密度则可能比水还要小。有人计算,宇宙质量的黑洞的密度会小到10的-23次方克/立方米。
另一个有趣的现象是,超大质量黑洞在视界处的潮汐力可能并不大。一名宇航员如果飞向一个恒星质量的黑洞,那么他早在到达视界之前就会被撕裂;但如果他飞向一个超大质量黑洞,那么他有可能在越过视界后仍安然无恙。

误传4:实验室中产生的量子黑洞可能吃掉整个地球
在科学家业已发现的四种基本力(强力、电磁力、弱力、和引力)中,引力是最弱的力。目前有一些“怪异”的理论来解释这种现象。比如有理论认为,引力并不是本质上就很弱,但它之所以表现得弱,是因为它的力量传播到了一些看不到的维度中。在三维的世界中,当你把两件物体的距离拉近一半,那么它们的间的引力将变为原先的四倍;但如果在九维的情况下,当你把两件物体的距离拉近一半,它们间的引力将变为原先的256倍!这种理论意味着,假如我们的宇宙中存在一些看不到的小维度,那么在极小的距离上,引力可能会成为一种很强的力。再进一步,这可能意味着,在科学家的实验室中,机器可能会拥有制造量子黑洞的能量。
这种担心其实是多余的。每天,来自宇宙空间的高能粒子都在撞击地球。据计算,由此撞击出的小黑洞每天可能有100个。如果这些小黑洞能吃掉地球的话,那么地球早就不存在了。可是,这些小黑洞为什么无法对地球的安全造成威胁呢?
1970年,史蒂芬·霍金提出,黑洞是有辐射的,它们会有“蒸发”。黑洞的温度与它的质量成反比。一个黑洞的质量越小,它的温度就越高,“蒸发”过程也越快。实验室中制造出来的黑洞(如果能造出来的话),它们的温度可能就已经“蒸发”殆尽了。如果想让这样的黑洞存活下来,那么就必须使它周围的温度比它的温度还要高。要知道,即便是在太阳的中心,也是远远达不到这种温度的。
然而幻想中会有所不同。假设你有某种方法使量子黑洞周围的温度高于黑洞,那么黑洞就会慢慢长大。随着质量的增加,黑洞会逐渐冷却。待到黑洞冷却到一定程度,它会进入一种稳定的状态,最终你可以把它从原先的超高温环境中取出,为你所用。当然,也有一些科幻作家已经指出,假如这样的黑洞被不小心掉在了地上,那么它会一路吃到地心,最后整个地球都会完蛋。
下面回到现实。现在,欧洲核子中心正在建设“大型强子对撞机”,该对撞机最早有可能在2007年投入运行。该对撞机能够令粒子在极大的能量中碰撞,甚至模拟出宇宙大爆炸刚刚发生之后宇宙中的环境。该对撞机位于法国和瑞士的接壤之处,但请放心,即便它不小心制造出了黑洞,黑洞也不会吃掉法国或瑞士。

误传5:在掉进黑洞的过程中,我会看到宇宙命运在我眼前闪过
假如你乘着飞船向黑洞撞去,远处有一个你的喷够目送你,那么你的这个朋友将永远也看不到你越过视界的那一刻。因为在视界附近,由于引力的作用,时间的流动变得很慢,在你接近视界的过程中,你的飞船发出的光线需要越来越长的时间才能到达那位朋友的眼睛。在视界处,这个时长变为无穷大,你发出的光线永远也到达不了朋友的眼睛了。
那么,这是否意味着你需要无穷大的时间才会撞到奇点上,而你可以看到宇宙的命运在你眼前闪过呢?不是的。对你来说,你也许需要花费一些时间到达视界,但只要越过了视界,那么须臾之间你就会到达“万物的终结之处”。在你看来,时间并没有变慢。你的朋友所看到的只是某种假象,也许你早已撞上了奇点,但你的朋友所看到的景象还是你正在接近黑洞。
另一方面,实际上,在你不断接近时视界的过程中,你的飞船所发出的光线的波长会越来越长。对你的朋友来说,也许起初还可以看到你的飞船在光学波段的影象,然后光学波段看不到了,只好在红外波段看,后来红外波段也看不到了,只能在无线波段看,到了最后,光线的波长被红移到非常大的程度,你的朋友用什么仪器都看不到你了。
在跌入黑洞的过程中,你所能看到的仅仅是被扭曲了的宇宙景象,因为黑洞造成的时空弯曲可能会使外部传来的光线发生扭曲。即便是进入到视界以内,你仍然可以看到(当然,如果你还活着的话)外面的星光。因为光线可以进入黑洞,只是出不去。也许在你看来,星空会有些扭曲,但决不会看到宇宙的命运的“快进”版本。
但是,假如我们可以用某种方法抵消黑洞的引力,使你的飞船恰好停留在视界处,则你将会看到宇宙在你眼前终了一生。当然,这仅仅是一种不可能的假设
参考资料:http://oceanfat.aa.topzj.com/viewthread.php?tid=83999&fpage=1

『陆』 《星际穿越》里的人为什么能在黑洞中存活

《星际穿越》是科幻故事,不是科学研究,不可认真。黑洞是一个极端天体,黑洞的史瓦西半径是一个空空如也的天区,所有的物质进入黑洞都只是一个过客,会无可争议的掉到中间那个体积无尽小的奇点上,也即是说再大质量的物质,都会化为乌有。

爱因斯坦广义相对论预言奇点会产生,引力场极端条件下的势必后果,当因为表面在此处失利,因此无法形貌奇点处会产生什么。

我们只能觉得,奇点不是我们世界的东西,我们是四维时空三维世界,而奇点不妨是一个零维时空的事物,是超时空的,所以我们世界无法窥视,也无法注释。

『柒』 我要写一本科幻小说需要一点比较能蒙人的名词那位高手给提供一点。

虫洞,黑洞,奇点,史瓦西半径,星门,白洞,中子星,白矮星,四维空间,深海模式,强力,绝对光滑

『捌』 几个关于黑洞的问题

1 形成原因是质量大的天体被压缩为体积极小的物质 形成黑洞 具体过程与原理还不清楚
2 黑洞可以吸收光 所以无法被人看到 不要说图片了
3 因该是转换为质量了
4 可以吞噬一切

目前黑洞学说只是刚刚开始 只能理论上证明黑洞存在 具体的直接的证据没有
所以 目前关于一切黑洞的问题只是推论

有什么信不信的 黑洞本来的存在就是被人怀疑的 因为黑洞的存在只是理论推论的 什么是理论推论?想象一下 爱因斯坦就是整天在房间里进行数学与物理算式的演算与研究得出的相对论 虽然当时认为是天方夜谭 谁相信物体速度超过光速时间会倒流?对吧 问题就在这里 他目前被大多人科学家认同 那么说明相对论有正确的理论依据 很可能符合事实 那么在目前没有技术能达到速度为超光速 只能接近光速 然而证明速度与时间是有关系的 所以 相对论可以说大部分被人所接受

就是这回事 黑洞目前只是理论 能不能被证明出正确性只是时间问题 相信不相信也没啥
但是 相信黑洞存不存在是一回事 相不相信黑洞理论是另外一回事 理论只是算式 那么从正确的数学物理算式得出的结论 没什么大意外是绝对正确的 这就是科学的严谨性 不可能得出的数学或者物理式子没有意义
黑洞理论内容很重要的一点就是 引力与速度的关系 因为黑洞理论说明了黑洞的逃脱速度大于光速(知道什么是逃脱速度么 打比方 就是你如果走路的速度低于一个物体的逃脱速度的话 你将以以固定距离永远围绕此物体 不可能离开到更远)那么就是说光都无法穿越黑洞 这就是答案 如果黑洞存在 光就无法穿越它 那么 就算火眼金金我想也没办法看见

电视上播的是想象图 是电脑绘制的 让人更容易理解

黑洞是在做宇宙航行 但估计移动的很慢
而且 黑洞不是洞 是有型有质量的物质 就是把地球重量缩到一粒大米上 就相当与黑洞

热点内容
追美科幻小说 发布:2025-10-20 08:47:35 浏览:538
yy小说多女完本小说推荐 发布:2025-10-20 08:28:24 浏览:460
穿越言情完结小说推荐 发布:2025-10-20 08:25:32 浏览:720
文笔好的小说推荐现代言情 发布:2025-10-20 08:02:07 浏览:796
小学生读科幻小说 发布:2025-10-20 07:58:47 浏览:117
唯美悲伤的小说排行榜 发布:2025-10-20 07:58:10 浏览:340
炒鸡甜又有肉的电竞小说推荐 发布:2025-10-20 07:44:44 浏览:33
必须看的免费小说 发布:2025-10-20 07:28:26 浏览:682
校园男生言情小说 发布:2025-10-20 06:23:51 浏览:843
特污特甜的校园小说在线阅读 发布:2025-10-20 06:23:51 浏览:898