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黑洞、白洞和虫洞是什么?哪个最奇特?

在天文学上有三个神奇的“洞”,分别是黑洞、白洞和虫洞。说到这三个洞,就不得不提到爱因斯坦,因为它都是在广义相对论的基础上建立起来的。

黑洞

黑洞,相信很多人都听说过。在三个洞中,它是唯一已经确认真实存在的天体。它是宇宙中一种奇特的天体,几乎可以吞噬一切靠近它的物质。

1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,次年德国天文学家卡尔·史瓦西就通过该理论预言宇宙中可能存在一种拥有极强引力的天体,也就是我们后来所说的黑洞。不过,直到1970年,人类才发现了第1个黑洞——天鹅座X-1。

广义相对论告诉我们,时空是可以扭曲的,当小范围的时空中聚集了大量质量,使得时空极度扭曲,会形成一个视界面,连光都无法从其视界内逃脱。由于黑洞不仅不发光,还能够吞噬光,人类并没有办法从光学角度看到它的存在, 所以才被叫做黑洞。

根据黑洞的质量,可以分为微型黑洞、恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞,其中只有恒星级黑洞和超大质量黑洞被科学家观测到,银河系中心就存在一个超大质量的黑洞。

此外,根据黑洞本身的角动量和电荷划分,可以将黑洞分为不旋转不带电荷的黑洞:史瓦西黑洞;不旋转带电黑洞:R-N黑洞;旋转不带电黑洞:克尔黑洞;旋转带电黑洞:克尔-纽曼黑洞。

黑洞的本体目前还没有办法直接观测到,现在主要是通过观测黑洞吞噬物质时形成的吸积盘,来间接了解黑洞。

白洞

黑洞吞噬物质,基本上只进不出,而白洞则是一个只出不进的神奇天体。通常认为,由黑洞吞噬的物质,会由白洞吐出去。不过,白洞只是一种设想中的天体,还未被发现。

1964年,前苏联宇宙学家Igor Novikov提出了白洞。有黑就有白,之所以提出白洞这一概念,应该是基于对称性的思考,比如电生磁、磁生电、电磁对称。

白洞和黑洞一样,也是一个强引力源,可以把周围的物质吸积到边界上形成吸积盘。只是内部性质与黑洞不同,可以向外界喷射物质,却不能吸收外界的任何物质和能量。这些喷射出来的物质与白洞周围的吸积盘形成碰撞,就会释放出巨大的辐射。因此,白洞理论可以用来解释一些高能天体现象,比如类星体。

也有观点认为,白洞可由黑洞转化而来。当黑洞内部发生某种变化时,就有可能发生反转,从而变为白洞。

虫洞

不知道大家有没有听说过爱因斯坦-罗森桥,我们所说的虫洞就是指的这个东西。

在上世纪30年代,爱因斯坦和纳森·罗森在研究引力场方程时提出了这一概念。虫洞是宇宙中可能存在的连接两个时空的狭窄隧道,通过它可以实现瞬间的空间转移,或者进行时间旅行。虽然还未发现虫洞,但科学家仍然对它寄予了厚望。

理论研究表明,虫洞即使存在,也是不稳定的,这或许就是我们还会发现它的原因。不过科学家们认为,如果我们能够利用负能量,或许可以让虫洞稳定存在。

有观点认为,虫洞是连接两个时空的通道,而黑洞就是虫洞的入口,白洞则是虫洞的出口。还有观点认为,量子纠缠或许就与虫洞有关。

在这三个洞中,比较奇特的应该就是虫洞了,在科幻电影中经常出现,如果它真的存在,或许真的能够让人类实现星际旅行。黑洞曾经最奇特,但现在已经揭开了神秘面纱。

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