虫洞(Wormhole)
又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的,认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。
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"。
量子物理学中,宇宙不是一个球体,而是一个球面。我在大学学习电动力学和量子力学时,教授就不断的让我们想象二维球体(面才是二维,体才是三维),或者二维势阱。说到这里,大家可能会觉得很难想象,不想看下去了,那么,我来举个相近的例子吧。比如一个气球,我们不断吹气的话,它就会膨胀,那么如果气球上有一些斑点的话,这些斑点之间的距离一定是随着气球的膨胀而变大的。这就象我们宇宙的红移。我们可以把每一个星球甚至星系看作是气球上的这些斑点。现代热力统计物理和天体物理都证实宇宙的确是在膨胀,从奇点爆炸开始,宇宙已经膨胀了几百亿年了。
早在20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。
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"。
据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,"负质量"可以用来控制"虫洞"。他们指出,"负质量"能扩大原本细小的"虫洞",使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助"虫洞"研究,希望"虫洞"能实际用在太空航行上。
宇航学家认为,"虫洞"的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视。科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在,人类被"困"在地球上,要航行到最近的一个星系,动辄需要数百年时间,是目前人类不可能办到的。但是,未来的太空航行如使用"虫洞",那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。
据科学家观测,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。
迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据,一般认为这是由于很难和黑洞相区别。
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。
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。
物理学家一直认为,虫洞的引力过大,会毁灭所有进入它的东西,因此不可能用在宇宙旅行之上。但是,假设宇宙中有虫洞这种物质存在,那么就可以有一种说法:如果你于12:00站在虫洞的一端(入口),那你就会于12:00从虫洞的另一端(出口)出来。
虫洞示意图
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A发现黑洞时空扭曲。我们知道黑洞有强大的破坏力,爱因斯坦曾预言,黑洞的周围时空可能被扭曲,最近,科学家发现了可以扭曲时空的超大质量黑洞,黑洞怪异的能量行为暗示它此时非常兴奋,因为它正在吃东西。
美国宇航局雨燕X射线望远镜、核频谱望远镜阵列两大高端空间望远镜近日再次联手,发现MRK 335超大质量黑洞彻底疯狂了,强大的X射线喷流犹如喷涌注入宇宙空间。
吸积物质时可释放出强大的X射线喷射流,并由极端高能粒子流驱动,X射线辉光让黑洞变得跟宇宙灯塔一样,非常“明亮”。
黑洞其实不黑,霍金认为黑洞是灰的,但看过《星际穿越》的人都知道,那个卡冈图雅黑洞明显是金灿灿的,吸积盘上的物质以接近光速运动,激烈的摩擦会发出光和热。
黑洞其实不黑,霍金认为黑洞是灰的
在这个半径之外,光可以逃离黑洞的引力,正因为此,NASA目睹了MRK 335超大质量黑洞狂暴的一面。
NASA目睹了MRK 335超大质量黑洞狂暴的一面
极端高能粒子流从黑洞一极释放,直插进入宇宙空间,绵延数光年之远。
在图像左侧可见一团看上去呈黄色的氢气云。而在右侧,这里发出的蓝光显示星系中心正在孕育一个超大质量黑洞。氢云在这张图像上呈现黄色。
半人马座A星系
这是我们银河系的近邻:半人马座A星系,其中心存在一个巨大的黑洞,它正在吞噬和半人马A发生碰撞的另一个较小的星系。