Ⅰ 蟲洞是什麼是誰提出蟲洞這個概念的
蟲洞,學名愛因斯坦-羅森橋,是連接時空上兩個點的捷徑,超光速旅行和回到過去的熱門候選方法,也是科幻小說中長盛不衰的話題。微觀尺度上的蟲洞在量子真空中不斷出現,消失。但是,這樣的微型蟲洞十分微小,只能讓基本粒子通過,所以這樣的蟲洞對於一心想要跨越星系,穿梭時空的人類來說說,沒有實際的用處。
圖片來自Wormholes, Time Machines & Warp Drives
那麼,怎樣才能得到足夠的負能量,來實現我們的超光速夢想呢?既然大自然時時刻刻都在整個宇宙范圍內大量製造負能量,看起來也並不太稀奇。但是問題在於,我們需要把負能量和正能量分離,單獨提取出來。這就走進了物理定律的雷區。
雖然空間中同時存在正能量和負能量,但是它們均勻的混合在一起,處於一種熵值極大的狀態。假如我們能有效地把兩種能量分開,無疑就降低了真空的熵值。我們得到的能量,可以用來驅動機器——這就是由真空能量驅動的第二類永動機。說到這里你肯定看出來了,從真空中提取負能量的想法違反了熱力學第二定律。要想從真空中源源不斷地獲取能量,我們只能養一隻普朗克長度的麥克斯韋妖精,讓它在正反粒子對出現的瞬間,拿走其中一個。
大自然非常固執的堅持,負能量必須和正能量混合在一起。一份負能量必定和相應的正能量緊密相隨。你想要得到的負能量密度越大,它存在的范圍就越小。比如,在卡西米爾效應中,兩片金屬板距離越近,中間的負能量密度就越高。如果我們用卡西米爾效應的方式製造負能量,它的存在范圍比普朗克長度大不了多少,這樣的微型蟲洞連一個質子都鑽不過去。同時,如果你想要負能量和正能量分離得越遠,你能得到的負能量就越小。即使你願意付出正能量作為代價,要取得宏觀尺度的負能量也十分困難。
我們可以設想用一個盒子來捕捉負能量。由於負能量總是和正能量混合,我們可以設法在負能量波動進入盒子之後,而伴隨它的正能量進入之前關上盒子,這樣就得到了分離的負能量。然而,關上盒子這個動作卻會在盒子里產生一份正能量,把盒子里的負能量抵消掉,讓我們費盡心機地捕捉行動無功而返。
所以,負能量雖然無處不在,但是我們卻無法在宏觀尺度上獲取。同時,要維持蟲洞和曲率引擎所需要的負能量卻大得驚人(和大行星的質量差不多)。這個問題讓我們對於蟲洞和曲率引擎的美好憧憬只能停留在科幻小說,也把人類文明限制在可觀察宇宙(甚至太陽系)中,無法邁向無垠的星辰大海。
Ⅱ 人類找到蟲洞以後,真的可以進入另外一個世界
在2019年,科學家們第1次拍攝到了黑洞的高清照片,這時候人們才意識到,其實黑洞並不是黑色的,它也不是一個洞,而是特指的一個空間區域,被我們稱為事件視界。在黑洞裡面又有著非常強大的引力,受到引力的束縛,黑洞不斷的吞噬著周圍的一些星球和一些宇宙物質,就算是光線也不放過,如果是人掉入了黑洞之後,我們有生存下來的可能嗎?進入黑洞之後又會發生一些什麼呢?
曾經有這樣一篇關於黑洞的論文是這樣講述的,人類如果進入了黑洞當中,是依舊可以繼續存活下去的,會順著黑洞,把人類帶入到未來的平行世界當中,在這里充滿著未知和不確定性。對於黑洞你有怎樣的看法呢?你覺得我們有可能通過黑洞到達另外一個平行世界嗎?
Ⅲ 「蟲洞」的由來及高清圖片
您好,很高興回答您的問題:
由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說,「蟲洞」就是連接宇宙遙遠區域間的時空細管。暗物質維持著蟲洞出口的敞開。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來,並提供時間旅行的可能性。蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道,所以也叫"灰道"。蟲洞[1],英文為:Wormhole。蟲洞
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。蟲洞是1930年代由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的,認為透過蟲洞可以做瞬時間的空間轉移或者做時間旅行。截至2013年其存在性尚未確認。早在19世紀50年代,已有科學家對「蟲洞」作過研究,由於當時歷史條件所限,一些物理學家認為,理論上也許可以使用「蟲洞」,但「蟲洞」的引力過大,會毀滅所有進入的東西,因此不可能用在宇宙航行上。「瞬間移動」的可能,如同超時空轉換。隨著科學技術的發展,新的研究發現,「蟲洞」的超強力場可以通過「負能量」來中和,達到穩定「蟲洞」能量場的作用。科學家認為,相對於產生能量的「正物質」,「反物質」也擁有「負質量」,可以吸去周圍所有能量。像「蟲洞」一樣,「負質量」也曾被認為只存在於理論之中。不過,目前世界上的許多實驗室已經成功地證明了「負質量」能存在於現實世界,並且通過航天器在太空中捕捉到了微量的「負質量」。蟲洞(15張)據科學家猜測,宇宙中充斥著數以百萬計的「蟲洞」,但很少有直徑超過10萬公里的,而這個寬度正是太空飛船安全航行的最低要求。「負質量」的發現為利用「蟲洞」創造了新的契機,可以使用它去擴大和穩定細小的「蟲洞」。科學家指出,如果把「負質量」傳送到「蟲洞」中,把「蟲洞」打開,並強化它的結構,使其穩定,就可以使太空飛船通過。
蟲洞
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,這種結構就意味著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。在這里,蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,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,成為一個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,這里不再贅述。總之,目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質了解還很少,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
蟲洞
家對此做了深入的研究。目前的宇宙中,「宇宙項」幾乎為零。所謂的宇宙項也稱為「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,在基本粒子論里,也認為真空中的能量是自然呈現的。那麼,為何目前宇宙的宇宙項變為零呢?柯爾曼說明:在爆炸以前的初期宇宙中,蟲洞連接著很多的宇宙,很巧妙地將宇宙項的大小調整為零。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。當你試著穿越蟲洞時,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。編輯本段相關理論蟲洞有幾種說法:一是空間中的隧道,它就像一個球體,你要是沿球面走就遠了。但如果你走的是球里的一條直徑就近了,蟲洞就是直徑。二是黑洞與白洞的聯系。黑洞可以產生一個勢阱,白洞則可以產生一個反勢阱。宇宙是三維的,將勢阱看作第四維,那麼蟲洞就是連接勢阱和反勢阱的第五維。假如畫出宇宙、勢阱、反勢阱和蟲洞的圖像,它就像一個克萊因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶頸的交界處是白洞,瓶頸是蟲洞。三是你說的時間隧道,根據愛因斯坦所說的你可以進行時間旅行,但你只能看,就像看電影,卻無法改變發生的事情,因為時間是線性的,事件就是一個個珠子已經穿好,你無法改變珠子也無法調動順序。到現在為止,我們討論的都是普通「完美」黑洞。細節上,我們討論的黑洞都不旋轉也沒有電荷。如果我們考慮黑洞旋轉同時/或者帶有電荷,事情會變的更復雜。特別的是,你有可能跳進這樣的黑洞而不撞到奇點。結果是,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。白洞有可能離黑洞十分遠;實際上它甚至有可能在一個「不同的宇宙」--那就是,一個時空區域,除了蟲洞本身,完全和我們在的區域沒有連接。一個位置方便的蟲洞會給我們一個方便和快捷的方法去旅行很長一段距離,甚至旅行到另一個宇宙。或許蟲洞的出口停在過去,這樣你可以通過它而逆著時間旅行。總的來說,它們聽起來很酷。但在你認定那個理論正確而打算去尋找它們之前,你因該知道兩件事。首先,蟲洞幾乎不存在。正如我們上面我們說到白洞時,只因為它們是方程組有效的數學解並不表明它們在自然中存在。特別的,當黑洞由普通物質坍塌形成(包括我們認為存在的所有黑洞)並不會形成蟲洞。如果你掉進其中的一個,你並不會從什麼地方跳出來。你會撞到奇點,那是你唯一可去的地方。還有,即使形成了一個蟲洞,它也被認為是不穩定的。即使是很小的擾動(包括你嘗試穿過它的擾動)都會導致它坍塌。在史瓦西發現了史瓦西黑洞以後,理論物理學家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進行了幾乎半個世紀的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及後來的紐曼解,都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這里將介紹給大家的蟲洞,也是史瓦西的後代。蟲洞在史瓦西解中第一次出現,是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通過一個愛因斯坦的思想實驗,發現時空可以不是平坦的,而是彎曲的。在這種情況下,我們會十分驚奇的發現,如果恆星形成了黑洞,那麼時空在史瓦西半徑,也就是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時空中,這種結構就以為著黑洞的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,叫史瓦西喉,也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感到好奇。我們先來看一個蟲洞的經典作用:連接黑洞和白洞,成為一個愛因斯坦——羅森橋,將物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,然後通過這個蟲洞(即愛因斯坦——羅森橋)被傳送到這個白洞的所在,並且被輻射出去。蟲洞示意圖
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」。蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具,它還在宇宙的正常時空中出現,成為一個突然出現在宇宙中的超空間管道。蟲洞沒有視界,它有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接,但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切,在蟲洞的問題中,它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切,在這里時空曲率不是無限大。因而我們現在可以安全地通過蟲洞,而不被巨大的引力所摧毀。編輯本段蟲洞性質利用相對論在不考慮一些量子效應和除引力以外的任何能量的時候,我們得到了一些十分簡單、基本的關於蟲洞的描述。這些描述十分重要,但是由於我們研究的重點是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性質,而對於一些相關的理論以及這些理論的描述,這里先不涉及。蟲洞有些什麼性質呢?最主要的一個,是相對論中描述的,用來作為宇宙中的高速火車。但是,蟲洞的第二個重要的性質,也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們:蟲洞不可能成為一個宇宙的高速火車。蟲洞的存在,依賴於一種奇異的性質和物質,而這種奇異的性質,就是負能量。只有負能量才可以維持蟲洞的存在,保持蟲洞與外界時空的分解面持續打開。當然,狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎上,發現了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來分析物理問題。同樣的,負能量在狄拉克的另一個參照系中,是非常容易實現的,因為能量的表現形式和觀測物體的速度有關。這個結論在膜規范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據參照系的不同,負能量是十分容易實現的。在物體以近光速接近蟲洞的時候,在蟲洞的周圍的能量自然就成為了負的。因而以接近光速的速度可以進入蟲洞,而速度離光速太大,那麼物體是無論如何也不可能進入蟲洞的。這個也就是蟲洞的特殊性質之一。編輯本段生產機制自然產生機制蟲洞的自然產生機制有兩種:其一,是黑洞的強大引力能。其二,是克爾黑洞的快速旋轉,其倫斯——梯林效應將黑洞周圍的能層中的時空撕開一些小口子。這些小口子在引力能和旋轉能的作用下被擊穿,成為一些十分小的蟲洞。這些蟲洞在黑洞引力能的作用下,可以確定它們的出口在那裡,但是現在還不可能完全完成,因為量子理論和相對論還沒有完全結合。個人假設1.蟲洞像河流,通過的物體像船,船順河而下。2.蟲洞體像一個圓柱形磁鐵,強力的類磁力線在入口處將通過的物體分解,以波的形式在柱心管道運行,在出口處還原。通過的物體類似一個障礙,造成波的某一部分形變,然後這個形變推移到出口。可能還涉及到橫波、縱波,波的反射、折射、衍射,物質的不均勻、空間的不規則,如同水中氣泡般的宇宙空洞。3.蟲洞像一個圓柱形隧道,通過時間扭曲,把物體吸入裡面,進行太空旅行。編輯本段相關言論星空最後的前沿探索星空是人類一個恆久的夢想。在晴朗的夜晚,每當我們仰起頭來,就會看到滿天的繁星。自古以來,星空以它無與倫比的浩瀚、深邃、美麗及神秘激起著人類無數的遐想。著名的美國科幻電視連續劇《星際旅行》(StarTrek)中有這樣一句簡短卻意味無窮的題記:星空,最後的前沿(Space,thefinalfrontier)[注一]。當我第一次觀看這個電視連續劇的時候,這句用一種帶有磁性的話外音念出的題記給我留下了令人神往的印象。在遠古的時候,人類探索星空的方式是肉眼,後來開始用望遠鏡,但人類邁向星空的第一步則是在一九五七年。那一年,人類發射的第一個航天器終於飛出了我們這個藍色星球的大氣層。十二年後,人類把足跡留在了月球上。三年之後,人類向外太陽系發射了先驅者十號深空探測器。一九八三年,先驅者十號飛離了海王星軌道,成為人類發射的第一個飛離太陽系的航天器[注二]。從人類發射第一個航天器以來,短短二十幾年的時間里,齊奧爾科夫斯基所預言的「人類首先將小心翼翼地穿過大氣層,然後再去征服太陽周圍的整個空間」就成為了現實,人類探索星空的步履不可謂不迅速。但是,相對於無盡的星空而言,這種步履依然太過緩慢。率先飛出太陽系的先驅者十號如今正在一片冷寂的空間中滑行著,在滿天的繁星之中,要經過多少年它才能飛臨下一顆恆星呢?答案是兩百萬年!那時它將飛臨距離我們六十八光年的金牛座(Taurus)[注三]。六十八光年的距離相對於地球上的任何尺度來說都是極其巨大的,但是相對於遠在三萬光年之外的銀河系中心,遠在兩百二十萬光年之外的仙女座大星雲,遠在六千萬光年之外的室女座星系團,以及更為遙遠的其它天體來說無疑是微不足道的。人類的好奇心是沒有邊界的,可是即便人類航天器的速度再快上許多倍,甚至接近物理速度的上限-光速,用星際空間的距離來衡量依然是極其緩慢的。那麼,有沒有什麼辦法可以讓航天器以某種方式變相地突破速度上限,從而能夠在很短的時間內跨越那些近乎無限的遙遠距離呢?科幻小說家們率先展開了想像的翅膀。旅行家的天堂一九八五年,美國康乃爾大學(CornellUniversity)的著名行星天文學家卡爾·薩根(CarlSagan)寫了一部科幻小說,叫做《接觸》(Contact)。薩根對探索地球以外的智慧
生物有著濃厚的興趣,他客串科幻小說家的目的之一是要為尋找外星智慧生物的SETI計劃籌集資金。他的這部小說後來被拍成了電影,為他贏得了廣泛的知名度。薩根在他的小說中敘述了一個動人的故事:一位名叫艾麗(Ellie)的女科學家收到了一串來自外星球智慧生物的電波信號。經過研究,她發現這串信號包含了建造一台特殊設備的方法,那台設備可以讓人類與信號的發送者會面。經過努力,艾麗與同事成功地建造起了這台設備,並通過這台設備跨越了遙遠的星際空間與外星球智慧生物實現了第一次接觸。但是,艾麗與同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的設備究竟利用了什麼方式讓旅行者跨越遙遠的星際空間的呢?這是薩根需要大膽「幻想」的地方。他最初的設想是利用黑洞。但是薩根畢竟不是普通的科幻小說家,他的科學背景使他希望自己的科幻小說盡可能地不與已知的物理學定律相矛盾。於是他給自己的老朋友,加州理工大學()的索恩(KipS.Thorne)教授打了一個電話。索恩是研究引力理論的專家,薩根請他為自己的設想做一下技術評估。索恩經過思考及粗略的計算,很快告訴薩根黑洞是無法作為星際旅行的工具的,他建議薩根使用蟲洞(wormhole)這個概念。據我所知,這是蟲洞這一名詞第一次進入科幻小說中[注四]。在那之後,各種科幻小說、電影、及電視連續劇相繼採用了這一名詞,蟲洞逐漸成為了科幻故事中的標准術語。這是科幻小說家與物理學家的一次小小交流結出的果實。薩根與索恩的交流不僅為科幻小說帶來了一個全新的術語,也為物理學開創了一個新的研究領域。在物理學中,蟲洞這一概念最早是由米斯納(C.W.Misner)與惠勒(J.A.Wheeler)於一九五七年提出的,與人類發射第一個航天器恰好是同一年。那麼究竟什麼是蟲洞?它又為什麼會被科幻小說家視為星際旅行的工具呢?讓我們用一個簡單的例子來說明:大家知道,在一個蘋果的表面上從一個點到另一個點需要走一條弧線,但如果有一條蛀蟲在這兩個點之間蛀出了一個蟲洞,通過蟲洞就可以在這兩個點之間走直線,這顯然要比原先的弧線來得近。把這個類比從二維的蘋果表面推廣到三維的物理空間,就是物理學家們所說的蟲洞,而蟲洞可以在兩點之間形成快捷路徑的特點正是科幻小說家們喜愛蟲洞的原因[注五]。只要存在合適的蟲洞,無論多麼遙遠的地方都有可能變得近在咫尺,星際旅行家們將不再受制於空間距離的遙遠。在一些科幻故事中,技術水平高度發達的文明世界利用蟲洞進行星際旅行就像今天的我們利用高速公路在城鎮間旅行一樣。在著名的美國科幻電影及電視連續劇《星際之門》(Stargate,港台譯星際奇兵)中人類利用外星文明留在地球上的一台被稱為「星際之門」的設備可以與其它許多遙遠星球上的「星際之門」建立蟲洞連接,從而能夠幾乎瞬時地把人和設備送到那些遙遠的星球上。蟲洞成為了科幻故事中星際旅行家的天堂。不過米斯納與惠勒所提出的蟲洞是極其微小的,並且在極短的時間內就會消失,無法成為星際旅行的通道。薩根的小說發表之後,索恩對蟲洞產生了濃厚的興趣,並和他的學生莫里斯(MikeMorris)開始對蟲洞作深入的研究。與米斯納和惠勒不同的是,索恩感興趣的是可以作為星際旅行通道的蟲洞,這種蟲洞被稱為可穿越蟲洞(traversablewormhole)。負能量物質么什麼樣的蟲洞能成為可穿越蟲洞呢?一個首要的條件就是它必須存在足夠
蟲洞美景圖(5張)
編輯本段理論形成
蟲洞
蟲洞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,這種結構就意味著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」的由來「蟲洞」由兩位海外歸國的家長創立。在國外的生活中,他們強烈體會到:先進國家的教育注重情商、智商雙向培養,關注孩子們獨立探索和實踐的能力。他們認為:這種教育才是創新的搖籃。我認為呢,你的要求我都達到了,也確實有高清圖片希望您能採納!!!!Ⅳ 蟲洞是什麼的圖片
「蟲洞」是廣義相對論中出現的概念,理論上,蟲洞是連結白洞和黑洞的多維空間隧道,是無處不在但轉瞬即逝的。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開也有人假設如果存在一種叫做幻影物質(Phantom matter)的奇異物質的話,因為其同時具有負能量和負質量,因此能創造排斥效應以防止蟲洞關閉。這種奇異物質會使光發生偏轉,成為發現蟲洞的信號,但是這些理論多是無法測試的假設。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。
蟲洞圖片也都是想像的效果圖。
Ⅳ 白洞究竟是什麼東西
白洞(又稱白道)是廣義相對論預言的一種與黑洞(又稱黑道)相反 白洞 的特殊「假想」天體,是大引力球對稱天體的史瓦西解的一部分.目前,白洞僅僅是理論預言的天體,到現在還沒有任何證據表明白洞的存在.其性質與黑洞完全相反.同黑洞一樣,白洞也有一個封閉的邊界.與黑洞不同的是,白洞內部的物質(包括輻射)可以經過邊界發射到外面去,而邊界外的物質卻不能落到白洞裡面來.因此,白洞像一個超級噴泉,不斷向外噴射以重粒子為主要形態表現的物質,(能量).白洞學說在天文學上主要用來解釋一些高能現象.白洞是否存在,尚無觀測證據.有人認為,白洞並不存在.因為,白洞外部的時空性質與黑洞一樣,白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層.只要有足夠多的物質,引力坍縮就會發生,導致形成黑洞.另外,按照目前的理論,大質量恆星演化到晚期可能經坍縮而形成黑洞;但並不知道有什麼過程會導致形成白洞.如果白洞存在,則可能是宇宙大爆炸時殘留下來的.有底稱為洞,無底的稱為道.(上右圖片繪制:張嘉年) 編輯本段性質 從定義上來說,白洞與黑洞是物理學家們根據黑洞在愛因斯坦的廣義相對論上所提出的「假想」物體,或一種數學模型.物理學界 蟲洞 和天文學界將白洞定義為一種超高度緻密物體,其性質與黑洞完全相反.白洞並不是吸收外部物質,而是不斷地向外圍噴射各種星際物質與宇宙能量,是一種宇宙中的噴射源.簡單來說,白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞,進入黑洞的物質,最後應會從白洞出來,出現在另外一個宇宙.由於具有和「黑」洞完全相反的性質,所以叫做「白」洞.它有一個封閉的邊界.聚集在白洞內部的物質,只可以向外運動,而不能向內部運動.因此,白洞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.白洞是一個強引力源,其外部引力性質與黑洞相同.白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層.白洞學說主要用來解釋一些高能天體現象.目前天文學家還沒有實際找到白洞,還只是個理論上的名詞.白洞是理論上通過對黑洞的類比而得到的一個十分「學者化」的理論產物,更多的表現為一種數學模型.和黑洞完全不一樣,白洞不會吸收任何物體,相反的,白洞會不斷釋放出物質,包括基本粒子和場.白洞和黑洞一樣,有一個封閉的「視界」.不過和黑洞不一樣,時空曲率在這里是負無窮大,也就是說,在這里,白洞對外界的斥力達到無窮大,即使是光筆直向白洞的奇點沖去,它也會在白洞的視界上完全停止住,不可能進入白洞一步.理論上,白洞也可以根據是否旋轉,是否帶有電荷而區分類型,但是理論物理學家們認為,白洞的無窮大的斥力會迫使白洞不帶有任何電荷,因為電荷很容易就被趕到了視界外.而旋轉,也被認為是不可能的.不過白洞看來只可能是一種想像中的產物.因為如果白洞不吸收任何物體而僅僅是噴射物質(能量),那麼無論這個白洞的質量有多大,它的物質也會很快地被噴射光.當然,物理學家們也為白洞提供了幾個存在的想法,其中有的人認為白洞和黑洞通過蟲洞連接,從而使母宇宙和嬰兒宇宙之間獲得聯系.關於這種機制,可以參考關於「時間蟲洞」的概述
Ⅵ 黑洞、蟲洞和白洞,這三種其他的存在哪個最神奇
謝邀。
在天文學上,有三種「洞」特別神奇,那就是黑洞、蟲洞和白洞。本質上說,這三個定義都是源自於愛因斯坦的理論,但它們又各有不同。
總之,不論是黑洞、白洞還是蟲洞,都是建立在極端理論上的極端天體,都需要科學家們的深入研究以及更加完善的物理理論。即使其中的一個或兩個可能根本就不存在,但它們都值得我們去研究。畢竟即使是在證偽的過程中,我們也會發展出新的物理理論來,不是嗎?
Ⅶ 蟲洞裡面是什麼圖片
蟲洞-內部結構模型圖:
Ⅷ 蟲洞是什麼
蟲洞也叫愛因斯坦-羅森橋,是愛因斯坦的廣義相對論里對引力場方程的一個解。對於蟲洞的具體細節,科學家目前並沒有觀測到任何一個真實的蟲洞,所以以下關於所有的蟲洞信息都是科學家根據現有的理論做的假設與推測。
來源
「蟲洞」的概念最早於1916年由奧地利物理學家路德維希弗萊姆提出,並於1935年由愛因斯坦及納森羅森加以完善,但愛因斯坦並不相信蟲洞的存在,它認為這只是一個單純的數學結果。
性質
蟲洞是引力場方程的一個特殊解,它是連接遙遠宇宙時空的一個隧道,能夠讓人瞬時穿越遙遠的空間,或者是時間,也可以穿過宇宙。它整個呈一個柄狀,入口和出口成一個球狀。
蟲洞分類
科學家把蟲洞分成了兩類:洛倫茲蟲洞和歐幾里得蟲洞。
洛倫茲蟲洞即是科幻迷門日常生活中討論的蟲洞,即「時空隧道」,它可以長期並穩定存在空間中,兩端能夠連接不同的宇宙,也能夠兩端都存在於同一個宇宙中。這種蟲洞的維持需要一種理論上存在的「負能量」物質,也叫奇異物質,不是反物質,不是暗物質,不是暗能量!
歐幾里得蟲洞也叫磁蟲洞,是一種瞬時存在的蟲洞,它類似於雷神2裡面的蟲洞。它行蹤不定,且通常只存在一瞬間,通過這種蟲洞的物質不需要任何時間便能夠來到蟲洞的另一端。根據目前理論,這種蟲洞無法長時間維持。
製造蟲洞
蟲洞是一個空間異常扭曲的區域,人工創造一個蟲洞這意味著要人工改變時空的結構,這在目前的一些理論來看並不好做,首先,廣義相對論明確禁止了改變時空的拓撲結構,再者,量子引力論里也似乎不允許時空拓撲結構發生變化。如果未來有新的理論支撐人工蟲洞的製作,那是未來的事,就目前來看,製造蟲洞不太現實。
利用天然蟲洞
既然製作蟲洞不行,那能不能利用自然存在的蟲洞來做星際旅行呢?雖然目前為止人類並沒有觀測到蟲洞存在的痕跡,但假設蟲洞存在,如何利用?
首先,蟲洞是一個空間張力特別大的區域,任何進去蟲洞的物質都需要承受非常大的張力,一般來說,物質無法穿越蟲洞,由於張力太大,任何進入蟲洞的物質都會被巨大的張力撕扯成基本粒子。如何讓蟲洞的張力小到人類能夠承受的范圍這是個問題,目前的計算表明,負能量物質能夠維持蟲洞的穩定,能夠擴大蟲洞的半徑,還能夠減小空間張力,當然,這是由於蟲洞的這三個參數是連在一起的。
那怎樣的蟲洞才能夠讓在飛船中的人類穩定穿過呢?根據計算,這個蟲洞的半徑至少要一光年,所需的負能量物質幾乎是整個太陽質量的一萬億倍。所以,就目前研究表明,要利用已有的蟲洞這種理論上存在的方法,就可操作性來說還處於「幾乎不可能」到「完全不可能」之間。。。
圖片來源:網路
Ⅸ 高清版黑洞照片公開,究竟什麼是黑洞
最近有一個新聞引起了非常多朋友們的關注,人類終於拍攝到了超大質量黑洞陰影周邊的高清圖像,這也是我們人類歷史上面曝光的第2張黑洞的照片,所以有不少朋友對於這一張照片都產生了特別濃厚的興趣,更是會特別想要知道黑洞到底是怎麼產生的,什麼才是黑洞?
也有很多朋友認為,在黑洞裡面有一些能夠穿越時空的蟲洞,如果我們進入到了黑洞裡面,那麼我們就能夠穿越時空,出現在一個遙遠的地方,或者出現在過去的時間裡面,但是目前為止,仍然沒有任何人能夠進入到黑洞裡面並且活著出來。所以對於黑洞裡面到底是什麼樣子,我們就只能夠進行猜測,而沒有辦法進行證實。雖然這一個問題目前仍然沒有辦法得到解答,但是隨著這個問題的產生,相信也會有越來越多的朋友對於這個神秘的天體產生濃厚興趣,並且開始進行研究,而隨著我們對於黑洞的研究不斷深入,也會了解到越來越多的信息,等到那個時候黑洞自然也會脫下自己神秘的面紗,同時也能夠讓我們增加對於這一個神秘天體的了解。
Ⅹ 什麼是蟲洞
蟲洞,英文為:Wormhole 早在19世紀50年代,已有科學家對「蟲洞」作過研究,由於當時歷史條件所限,一些物理 蟲洞
學家認為,理論上也許可以使用「蟲洞」,但「蟲洞」的引力過大,會毀滅所有進入的東西,因此不可能用在宇宙航行上。 「蟲洞(15張)瞬間移動」的可能,如同超時空轉換。 隨著科學技術的發展,新的研究發現,「蟲洞」的超強力場可以通過「負質量」來中和,達到穩定「蟲洞」能量場的作用。科學家認為,相對於產生能量的「正物質」,「反物質」也擁有「負質量」,可以吸去周圍所有能量。像「蟲洞」一樣,「負質量」也曾被認為只存在於理論之中。不過,目前世界上的許多實驗室已經成功地證明了「負質量」能存在於現實世界,並且通過航天器在太空中捕捉到了微量的「負質量」。 據科學家猜測,宇宙中充斥著數以百萬計的「蟲洞」,但很少有直徑超過10萬公里的,而這個寬度正是太空飛船安全航行的最低要求。「負質量」的發現為利用「蟲洞」創造了新的契機,可以使用它去擴大和穩定細小的「蟲洞」。 科學家指出,如果把「負質量」傳送到「蟲洞」中,把「蟲洞」打開,並強化它的結構,使其穩定,就可以使太空飛船通過。
編輯本段來源
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 蟲洞連接黑洞和白洞與奇點的-結構模型圖
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,這種結構就意味著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。(右圖片繪制: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。在這里,蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,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,成為一個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,這里不再贅述。 總之,目前我們對黑洞、白洞和蟲洞的本質了解還很少,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 蟲洞
家對此做了深入的研究。目前的宇宙中,「宇宙項」幾乎為零。所謂的宇宙項也稱為「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,在基本粒子論里,也認為真空中的能量是自然呈現的。那麼,為何目前宇宙的宇宙項變為零呢?柯爾曼說明:在爆炸以前的初期宇宙中,蟲洞連接著很多的宇宙,很巧妙地將宇宙項的大小調整為零。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。當你試著穿越蟲洞時,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。
編輯本段相關理論
蟲洞有幾種說法: 一是空間的隧道,就像一個球,你要沿球面走就遠了但如果你走的是球里的一條直徑就近了,蟲洞就是直徑 二是黑洞與白洞的聯系。黑洞可以產生一個勢阱,白洞則可以產生一個反勢阱。宇宙是三維的,將勢阱看作第四維,那麼蟲洞就是連接勢阱和反勢阱的第五維。假如畫出宇宙、勢阱、反勢阱和蟲洞的圖像,它就像一個克萊因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶頸的交界處是白洞,瓶頸是蟲洞。 三是你說的時間隧道,根據愛因斯坦所說的你可以進行時間旅行,但你只能看,就像看電影,卻無法改變發生的事情,因為時間是線行的,事件就是一個個珠子已經穿好,你無法改變珠子也無法調動順序 到現在為止,我們討論的都是普通「完美」黑洞。細節上,我們討論的黑洞都不旋轉也沒有電荷。如果我們考慮黑洞旋轉同時/或者帶有電荷,事情會變的更復雜。特別的是,你有可能跳進這樣的黑洞而不撞到奇點。結果是,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。 白洞有可能離黑洞十分遠;實際上它甚至有可能在一個「不同的宇宙」--那就是,一個時空區域,除了蟲洞本身,完全和我們在的區域沒有連接。一個位置方便的蟲洞會給我們一個方便和快捷的方法去旅行很長一段距離,甚至旅行到另一個宇宙。或許蟲洞的出口停在過去,這樣你可以通過它而逆著時間旅行。總的來說,它們聽起來很酷。 但在你認定那個理論正確而打算去尋找它們之前,你因該知道兩件事。首先,蟲洞幾乎不存在。正如我們上面我們說到白洞時,只因為它們是方程組有效的數學解並不表明它們在自然中存在。特別的,當黑洞由普通物質坍塌形成(包括我們認為存在的所有黑洞)並不會形成蟲洞。如果你掉進其中的一個,你並不會從什麼地方跳出來。你會撞到奇點,那是你唯一可去的地方。 還有,即使形成了一個蟲洞,它也被認為是不穩定的。即使是很小的擾動(包括你嘗試穿過它的擾動)都會導致它坍塌。 在史瓦西發現了史瓦西黑洞以後,理論物理學家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進行了幾乎半個世紀的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及後來的紐曼解,都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這里將介紹給大家的蟲洞,也是史瓦西的後代。 蟲洞在史瓦西解中第一次出現,是當物理學家們想到了白洞的時候。他們通過一個愛因斯坦的思想實驗,發現時空可以不是平坦的,而是彎曲的。在這種情況下,我們會十分的發現,如果恆星形成了黑洞,那麼時空在史瓦西半徑,也就是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。在不是平坦的宇宙時空中,這種結構就以為著黑洞的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,叫史瓦西喉,也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感到好奇。 我們先來看一個蟲洞的經典作用:連接黑洞和白洞,成為一個愛因斯坦——羅森橋,將物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,然後通過這個蟲洞(即愛因斯坦——羅森橋)被傳送到這個白洞的所在,並且被輻射出去。 蟲洞示意圖
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」。 蟲洞不僅可以作為一個連接洞的工具,它還在宇宙的正常時空中出現,成為一個突然出現在宇宙中的超空間管道。 蟲洞沒有視界,它有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接,但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切,在蟲洞的問題中,它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切,在這里時空曲率不是無限大。因而我們現在可以安全地通過蟲洞,而不被巨大的引力所摧毀。
編輯本段性質
利用相對論在不考慮一些量子效應和除引力以外的任何能量的時候,我們得到了一些十分簡單、基本的關於蟲洞的描述。這些描述十分重要,但是由於我們研究的重要是黑洞,而 蟲洞是4度空間就在我們身邊
不是宇宙中的洞,因此我在這里只簡單介紹一下蟲洞的性質,而對於一些相關的理論以及這些理論的描述,這里先不涉及。 蟲洞有些什麼性質呢?最主要的一個,是相對論中描述的,用來作為宇宙中的高速火車。但是,蟲洞的第二個重要的性質,也就是量子理論告訴我們的東西又明確的告訴我們:蟲洞不可能成為一個宇宙的高速火車。蟲洞的存在,依賴於一種奇異的性質和物質,而這種奇異的性質,就是負能量。只有負能量才可以維持蟲洞的存在,保持蟲洞與外界時空的分解面持續打開。當然,狄拉克在芬克爾斯坦參照系的基礎上,發現了參照系的選擇可以幫助我們更容易或者難地來分析物理問題。同樣的,負能量在狄拉克的另一個參照系中,是非常容易實現的,因為能量的表現形式和觀測物體的速度有關。這個結論在膜規范理論中同樣起到了十分重要的作用。根據參照系的不同,負能量是十分容易實現的。在物體以近光速接近蟲洞的時候,在蟲洞的周圍的能量自然就成為了負的。因而以接近光速的速度可以進入蟲洞,而速度離光速太大,那麼物體是無論如何也不可能進入蟲洞的。這個也就是蟲洞的特殊性質之一。