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,這種結構就意味着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。(右圖片繪製: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。在這裡,蟲洞成爲一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解爲基本粒子,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,成爲一個
蟲洞
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,這裡不再贅述。
總之,目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質瞭解還很少,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。美國科學家對此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙項”幾乎爲零。所謂的宇宙項也稱爲“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,在基本粒子論裡,也認爲真空中的能量是自然呈現的。那麼,爲何目前宇宙的宇宙項變爲零呢?柯爾曼說明:在爆炸以前的初期宇宙中,蟲洞連接着很多的宇宙,很巧妙地將宇宙項的大小調整爲零。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。當你試着穿越蟲洞時,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。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,這種結構就意味着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。
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。在這裡,蟲洞成爲一個阿爾伯特?愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解爲基本粒子,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,成爲一個突然出現的超時空管道。
蟲洞沒有視界,它只有一個和外界的分界面,蟲洞通過這個分界面進行超時空連接。蟲洞與黑洞、白洞的接口是一個時空管道和兩個時空閉合區的連接,在這裡時空曲率並不是無限大,因而我們可以安全地通過蟲洞,而不被巨大的引力摧毀。
黑洞、白洞、蟲洞仍然是目前宇宙學中“時空與引力篇章”的懸而未解之謎。黑洞是否真實存在,科學家們也只是得到了一些間接的旁證。當前的觀測及理論也給天文學和物理學提出了許多新問題,例如,一顆能形成黑洞的冷恆星,當它坍縮時,其密度已然會超過原子核、核子、中子……,如果再繼續坍縮下去,中子也可能被壓碎。那麼,黑洞中的物質基元究竟是什麼呢?有什麼斥力與引力對抗才使黑洞停留在某一階段而不再繼續坍縮呢?如果沒有斥力,那麼黑洞將無限地坍縮下去,直到體積無窮小,密度無窮大,內部壓力也無窮大,而這卻是物理學理論所不允許的。
總之,目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質瞭解還很少,它們還是神秘的東西,很多問題仍需要
蟲洞示意
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。
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。當你試着穿越蟲洞時,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。
物理學家一直認爲,蟲洞的引力過大,會毀滅所有進入它的東西,因此不可能用在宇宙旅行之上。但是,假設宇宙中有蟲洞這種物質存在,那麼就可以有一種說法:如果你於12:00站在蟲洞的一端(入口),那你就會於12:00從蟲洞的另一端(出口)出來。
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(Wormhole),又稱愛因斯坦-羅森橋,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。