白洞vs黑洞vs灰洞vs蟲洞(白洞vs黑洞vs灰洞vs蟲洞vs空洞)
xj
2023-07-15
黑洞在衰亡后變成的白洞。(有關系)
灰洞只是一種概念,只是為了化解廣義相對論與量子物理在黑洞中的矛盾。
蟲洞是一個時空隧道。
[img]宇宙中的三種“洞”:黑洞,白洞和蟲洞,它們各有什么特點?“ 洞 ”一般指的是“洞窟”,也有“透徹”“清楚”的含義,在日常生活中存在很多的“洞”,在物理學中也存在三個特殊的“洞”,其中最廣為人知的就是“黑洞”,另外兩個洞你知道是什么嗎?
首先我們從黑洞開始說起,因為另外兩個“洞”也和黑洞有關。黑洞是廣義相對論中預言的一種天體,這種天體的引力很強,制造出的時空曲率強大到了光都無法從它的引力場中逃脫。天文學家卡爾·史瓦西在計算愛因斯坦方程的時候得到了一個真空解,這個解表明任何有質量的物體都存在一個臨界半徑特征值。
一個存在質量的球形物體實際半徑小于它的史瓦西半徑時,這個物體就會變成一個黑洞,地球的史瓦西半徑半徑大約是9毫米,也就是說把整個地球壓縮成一個半徑九毫米的小球,地球就會變成一個黑洞,我們可以想象一下,整個地球被壓縮成這么小一個球,密度會有多高,把地球壓縮成這么小的一個球,難度超乎想象的高。
宇宙中的黑洞是怎么形成的?從現在的理論來看,大部分黑洞都是源自于恒星的演化,恒星在演化末期內核中的氫元素被消耗一空,恒星的內核停止核聚變反應后會在引力的影響下向內坍塌,恒星的質量越高內核就越大,恒星的質量達到太陽質量的3倍以上時,演化末期時內核就會形成一顆黑洞。
除了大質量恒星會在演化末期產生黑洞,科學家認為在宇宙誕生的初期,宇宙的溫度和壓力都比現在更高,這可能會直接促使一些黑洞誕生,這種黑洞被稱為“原初黑洞”。
對于整個宇宙來說,黑洞的存在還是很重要的,因為科學家發現,每一個像銀河系這樣的星系內部都存在一個“超大質量黑洞”,這個黑洞一般位于星系的中心位置,它的引力再加上周圍被吸引過來的星系物質維持著星系的穩定,我們銀河系中心的黑洞質量大約是太陽的200萬倍。
黑洞本身其實是一個致密的天體,也就是我們常說的“奇點”,不過這個奇點產生的引力太強大了,把周圍的時空扭曲到了一種我們難以想象的地步,黑洞所處的空間就像是一個“洞”,周圍的物體在靠近黑洞的時候,就像是跌落進入一個無底的深淵一樣,再也無法從黑洞的引力場內離開。
黑洞在誕生后也會發生變化,科學家就發現過很多次黑洞吞噬恒星,一顆恒星被黑洞的引力俘獲后,黑洞會像“吸面條”一樣,把恒星給吃的一干二凈,黑洞相遇的時候,也會彼此吞噬,最終變成一個更大的黑洞,總的來說黑洞就是一個“貪吃鬼”,任何靠近黑洞的物體都會被它給“吞噬”,不過這都是因為黑洞的引力太過于強大。而在相對論中認為,引力并不是一種力,而是物質對時空產生的影響,只能說黑洞中致密物質的狀態脫離了正常物質的范疇。
廣義相對論不僅僅預言了黑洞的存在,還預言了一種和黑洞類似,性質有完全相反的天體——白洞。
和黑洞比起來,白洞的很少有人知道,不過白洞一點不比黑洞遜色,白洞同樣是一個強引力源,它的外部性質和黑洞相差無幾,不過白洞的性質和黑洞完全相反,任何物體進入黑洞的“視界范圍”后就無法離開,而任何物質都無法進入白洞的邊界,只能聚集在白洞的邊界形成物質層,這些物質在白洞引力的影響下相互擠壓,發出耀眼的光芒,因此從外界來看白洞十分明亮,這一點也和黑洞完全相反。
白洞是宇宙中的“噴射源”,從白洞的內部會不斷地向外產生能量和物質,但是白洞本身不會吸收任何來自于外界的輻射,任何物質和能量都不無法進入白洞的內部。黑洞是只進不出,白洞是只出不進。
目前白洞還只是一個理論模型,用來解釋宇宙中一些暫時無法解釋的天文現象,比如說有一種觀點認為,類星體的內部就是一個白洞,一些宇宙射線的產生可能就是白洞在噴射物質的時候,噴射出的物質和白洞外部的物質層碰撞產生的,從本質上來說,黑洞和白洞都是科學家根據相對論得出的“假想”天體,也是比較完善的數學模型,目前黑洞已經被證實存在了,而白洞難以觀察,還沒有被確定存在。
除了黑洞和白洞之外,宇宙中的第三種“洞”就是科幻電影中經常出現的“蟲洞”。
蟲洞也被叫作“灰道”和“愛因斯坦-羅森橋”,比起黑洞和白洞來說,蟲洞真的是一種洞,不是致密天體,它是連接兩個遙遠時空的隧道,通過蟲洞我們甚至可以穿越到平行宇宙,實現“時空旅行”。
蟲洞被稱為“時空洞”更合適一些,引力是物質對時空的影響,星系的旋轉和引力可能會短暫地造成蟲洞的出現,不過在宇宙中,幾乎只有黑洞這樣強大的引力場才有可能造成蟲洞的出現,同時和白洞也有一些關系。
蟲洞可能會作為聯通黑洞和白洞之間的通道出現,既然任何物質都無法進入白洞,那么白洞噴射出的物質到底是從什么地方來的呢?答案就是黑洞,被黑洞吞噬的物體,可能有一部分到達黑洞內部后,變成基本粒子,然后通過白洞輻射了出去。如果真的是這樣的話,那么每存在一個黑洞,在遙遠的星系外,也會誕生一個白洞。
甚至白洞的另一端的黑洞不在我們的宇宙,而是在另外一個平行宇宙中。不過,白洞和蟲洞的存在都是推測的,目前還沒有直接證據證明這兩個“洞”真的存在于我們的宇宙中。
宇宙四洞:黑洞vs白洞vs蟲洞vs灰洞黑洞大家應該都很熟悉了,這也是目前宇宙四洞中唯一已被證實的天體。黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種密度極大體積極小的天體。黑洞是由質量足夠大的恒星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡后,發生引力坍縮產生的。
黑洞的引力很大,連光都無法逃脫。其實黑洞并不“黑”,只是無法直接觀測,但可以借由間接方式得知其存在與質量,并且觀測到它對其他事物的影響。
理論上來說,白洞在行為上恰好是黑洞的反面——黑洞不斷吞噬物質,而白洞則不斷向外噴射物質。白洞是宇宙中的噴射源,可以向外部區域提供物質和能量,但不能吸收外部區域的任何物質和輻射,所以白洞是一個只發射、不吸收的特殊宇宙天體,與黑洞正好相反。
根據白洞理論,有人認為類星體的核心可能是一個白洞。當白洞內超密態物質向外噴射時,就會同它周圍的物質發生猛烈的碰撞,從而釋放出巨大能量。由此推斷,有些X射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象,可能會與白洞的這種效應有關。白洞的力是排斥力,與黑洞的吸引力相反。
蟲洞也叫時空洞,也可譯為蛀孔,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。
愛因斯坦認為蟲洞是連接黑洞和白洞的時空隧道,透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或時間旅行。
不過即使蟲洞真的存在,想要靠它進行時空穿梭恐怕是難以實現的。因為蟲洞幾乎與黑洞同時出現,如果你真的要試著去穿越蟲洞,估計會被x射線和伽瑪射線烤焦。
霍金的灰洞理論稱道,當大質量的恒星無法順利產生一顆正常黑洞時,有可能就會形成比中子星體積較小但密度更大的天體,這個天體的質量大致相當于三個太陽的質量。
但由于坍塌量的不足,導致沒有正常黑洞那樣的強大引力,有40%的輻射會離開這個天體向宇宙中噴出。霍金將這種看不見但質量大于三倍太陽質量的天體命名為灰洞。
宇宙4洞:白洞,黑洞,蟲洞,灰洞到底都是什么東東白洞:只向外輻射出能量與物質,而不吸收的奇點,成因不明。目前僅有一個:宇宙大爆炸的起點;
黑洞:只吸收能量與物質,而不向外輻射的奇點。成因有二:大質量天體坍縮形成、大爆炸時形成的原初黑洞;
蟲洞:由奇異物質(萬有引力為負)所構建,可連通不同空間與時間的通道。目前僅為物理猜想,未證實;
灰洞:霍金提出的假設,為了解決“防火墻悖論”問題而在“反德西特時空”中的模擬設定,只是為了化解廣義相對論與量子物理在黑洞中的矛盾。成因為大質量天體的坍縮,介于中子星與黑洞之間的一種狀態,未證實。
白洞黑洞和蟲洞誰厲害?在現有的條件下是無法觀測到白洞的,但是科學家們已經發現了黑洞存在。
在理論上是存在白洞的,也許每一個黑洞對應一個白洞,兩者缺一不可,緊密相聯,相輔相成,相互轉化,對立統一,所以無法比較誰更厲害。
白洞顧名思義,就是釋放黑洞所吞噬的所有物質,將黑洞巨大的質量轉化為巨大能量,這符合愛因斯坦的著名質能等價公式E=mc2,即使從理論上推理,黑洞也不可能是全封閉的,黑洞的底端不能塌縮到一個無限大物質的奇點,或者說黑洞奇點的體積不可能是零。
現在,白洞還只是一些物理學家的數學推導,天文學是觀測科學,如果宇宙永遠符合粒子物理學的對稱關系,假設超大黑洞的底端存在超大白洞的話,為什么我們到現在都沒有觀測到白洞的存在?或者找到白洞存在的任何證據,這也是很多天文物理學家不認同白洞存在的原因。
我覺得白洞更厲害。
我們都知道,宇宙中是有黑洞、白洞、蟲洞的。科學家表示:黑洞其實是宇宙的一種產物,它是由年老的恒星或者一些氣團發生爆炸后產生的。黑洞中并不是空空如也,而是充滿了大量的物質,它們全被塞進了一個極小的空間里,這個空間便叫做“奇點”。事實上,奇點的體積無限小、密度卻無限大。
全球六地(比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓)同步召開全球新聞發布會,EHT發布了位于巨橢圓星系M87中心的黑洞的照片,這也是有史以來首張黑洞照片。這項發現不僅讓我們首次一睹黑洞真容,還讓人類在引力極強的極端環境中驗證廣義相對論。
黑洞并不會像吸塵器或浴缸出水口一樣,把周圍的所有東西都吸進來。只有在黑洞的事件邊界之內,它才有著如此大的力量,將這個范圍內的所有東西盡數吸進去。隨著黑洞吸收的東西越來越多,事件邊界的半徑也會變得越來越大。也許我們可以把黑洞想象成一個球,東西能穿過它的表面、進入黑洞內部,但反過來就不行。
根據我們當前的物理學和天體物理學知識,我們不知道如何在物理宇宙中產生蟲洞和白洞,事實上我們既沒有發現蟲洞,也沒有發現白洞。
白洞的性質,與黑洞恰好相反,白洞根本不會吞食物質,反而它們還會把處于自己洞內的物質吐出來。有的科學家認為,被黑洞吞噬的物質,最后都是靠白洞吐出到另外一個宇宙的。他們甚至還猜測,超新星的爆炸,及有可能就是因為白洞的拋射而造成的。
我們可以把黑洞和白洞的危險性來做個比較。就黑洞來講,理論上只要不進入黑洞的事件視界,都可以說是安全的。而白洞就不一樣了,就算你能逃出它的引力范圍,也很可能被它的噴射流擊中。白洞就像宇宙中一個巨大的離子炮,在很大的范圍內,只要被它的噴射流擊中,任何星球都會灰飛煙滅!
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