我們都知道斯蒂芬·霍金的一生都致力于宇宙和黑洞的探索研究，他也因?yàn)樘岢隽似纥c(diǎn)定理和黑洞輻射而聞名于世。也因?yàn)樗娜ナ?，許多宇宙科普知識(shí)漸漸被廣大群眾知曉。一個(gè)個(gè)疑問(wèn)由此而產(chǎn)生:這如雷貫耳的黑洞是什么?白洞又從何而來(lái)?灰洞是不是黑洞介與白洞之間的宇宙天體?蟲(chóng)洞是怎樣形成的?
黑洞:黑洞是廣義相對(duì)論推論而出的，是宇宙空間內(nèi)的一種天體。它的引力非常巨大，這樣黑洞視界內(nèi)的光速也無(wú)法逃逸。黑洞是德國(guó)天文學(xué)家史瓦西1916年通過(guò)演算得出了愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的一個(gè)真空解，這表明如果把大量物質(zhì)集中在空間一點(diǎn)，它周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生奇異的景象，也就是在質(zhì)點(diǎn)周?chē)嬖谝粋€(gè)界面:“視界“。一旦進(jìn)入這個(gè)這個(gè)視界，連光也無(wú)法逃逸。這種特異的天體被美國(guó)物理學(xué)家惠勒稱之為:“黑洞”。
黑洞無(wú)法直接洞察到，但可以借助物體被吸入前的因高熱而放出和Y(伽馬)射線的“邊緣信息”，并觀測(cè)它對(duì)周?chē)挛锏挠绊?，而獲取黑洞的存在。也可以借由間接觀察恒星或是星際星云氣團(tuán)繞行的軌跡從而獲得黑洞位置及質(zhì)量。美國(guó)卡耐基科學(xué)研究所2017年發(fā)現(xiàn)了最遠(yuǎn)的大黑洞，質(zhì)量是太陽(yáng)的8億倍。
黑洞的形成過(guò)程:
多數(shù)恒星最先只有氫元素，它內(nèi)部的氫原子核無(wú)時(shí)不在互相碰撞，發(fā)生聚變。因?yàn)楹阈琴|(zhì)量太大，聚變時(shí)產(chǎn)生的能量與萬(wàn)有引力相抗衡，以此維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。而氫元素核聚變時(shí)產(chǎn)生的--氦元素，后來(lái)氦元素也參與聚變，改變了結(jié)構(gòu)，又生成了鋰元素。以此類推，這些元素以元素周期表的排序，依次產(chǎn)生鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素……直到鐵元素產(chǎn)生后，此恒星便會(huì)坍陷。是因?yàn)殍F元素非常穩(wěn)定，在聚變時(shí)釋放的能量小于所需能量，導(dǎo)致了聚變停止。在恒星內(nèi)部的鐵元素沒(méi)有足夠的能量能量與質(zhì)量龐大的恒星萬(wàn)有引力抗衡，引發(fā)了恒星坍縮，形成黑洞。
白洞白洞與黑洞相反。白洞是宇宙里的噴射源，它向外部提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部的任何物質(zhì)以及輻射，是一個(gè)只發(fā)射、不吸收的特殊天體。只有一點(diǎn)與黑洞一樣，能把它周?chē)奈镔|(zhì)吸積到邊界形成物質(zhì)層，是一個(gè)強(qiáng)引力源的高能天體，有一個(gè)封閉的邊界。但目前白洞只是一個(gè)理論模型，還沒(méi)有被科學(xué)家觀測(cè)到。
這些高能天體科學(xué)家已知的物理學(xué)規(guī)律目前還無(wú)法解釋。科學(xué)家們普遍認(rèn)為，自宇宙大爆炸以來(lái)，就在不斷膨脹，正在膨脹的天體和氣體直至整個(gè)宇宙，在138億年前，禁錮在一個(gè)“奇點(diǎn)”上，爆炸后當(dāng)它們膨脹到?jīng)_出“視界”外面，就形成了白洞;有些科學(xué)家認(rèn)為，白洞是由“黑洞”轉(zhuǎn)化而來(lái)。當(dāng)黑洞坍縮到“極限”，就會(huì)由于內(nèi)部一種矛盾運(yùn)動(dòng)質(zhì)變?yōu)榕蛎洜顟B(tài)--反坍塌爆炸，此時(shí)就由向內(nèi)吸收物質(zhì)，變?yōu)閺膬?nèi)向外輻射能量了。
如果將黑洞當(dāng)成一個(gè)只進(jìn)不出的入口，那就有一個(gè)只出不進(jìn)的“出口”--白洞。黑洞與白洞之間的通路叫作--“灰道'(蟲(chóng)洞，硅洞)
灰洞
”灰洞“理論是最近一個(gè)已去世的網(wǎng)紅宇宙學(xué)家提出的，是為了解決“防火墻悖論”問(wèn)題，化解廣義相對(duì)論與量子物理在黑洞里的矛盾。1993年波士頓大學(xué)的一位科學(xué)家認(rèn)為灰洞有存在的可能:大恒星的坍縮不夠形成黑洞，可能會(huì)形成比中子星小密度卻比較大的星體。廣義相對(duì)論表示坍縮到一定程度的恒星外層會(huì)形成一個(gè)光子層，該光子層繞星體運(yùn)行，中子星的光子層半徑比黑洞少，同時(shí)，坍縮的強(qiáng)大引力會(huì)使得流失的輻射失去能量。他通過(guò)計(jì)算，從灰洞發(fā)出的輻射只在40%能離開(kāi)灰洞向空間輻射。因此而得“灰洞”
蟲(chóng)洞:蟲(chóng)洞的解釋是:連結(jié)兩個(gè)遙遠(yuǎn)時(shí)空的多維空間隧道。又叫時(shí)空洞和愛(ài)因斯坦-羅森橋(蛀孔)。是由奧地利物理學(xué)家弗萊姆1916年首次提出。由愛(ài)因斯坦和羅森在1930年研究引力場(chǎng)方程時(shí)的假設(shè):通過(guò)蟲(chóng)洞可做瞬間轉(zhuǎn)移或時(shí)間旅行。
蟲(chóng)洞是由暗物質(zhì)維持開(kāi)啟，可把平行宇宙和嬰兒宇宙連接一起，可能會(huì)提供時(shí)間旅行。也可能是連接黑洞和白洞的時(shí)空隧道，有時(shí)也叫“灰道“
蟲(chóng)洞的產(chǎn)生
來(lái)自強(qiáng)大的黑洞引力能。
是一種克爾黑洞強(qiáng)速旋轉(zhuǎn)，倫斯--梯林效應(yīng)把黑洞周?chē)哪軐又械臅r(shí)空撕開(kāi)一個(gè)小口子。小口子在引力能和旋轉(zhuǎn)能的作用下被擊穿，形成極小的蟲(chóng)洞。這些蟲(chóng)洞在黑洞引力能下，能確定出口在哪。
黑洞，白洞，蟲(chóng)洞還是宇宙學(xué)中的未解之謎。黑洞究竟是否真實(shí)在宇宙中存在，科學(xué)家也只是得到一些旁證。假如會(huì)有蟲(chóng)洞，就有這樣的情形:如果你在10:00進(jìn)入蟲(chóng)洞一端，那么會(huì)在10:00在蟲(chóng)洞另一端出來(lái)。
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