Ⅰ 虫洞是什么是谁提出虫洞这个概念的
虫洞,学名爱因斯坦-罗森桥,是连接时空上两个点的捷径,超光速旅行和回到过去的热门候选方法,也是科幻小说中长盛不衰的话题。微观尺度上的虫洞在量子真空中不断出现,消失。但是,这样的微型虫洞十分微小,只能让基本粒子通过,所以这样的虫洞对于一心想要跨越星系,穿梭时空的人类来说说,没有实际的用处。
图片来自Wormholes, Time Machines & Warp Drives
那么,怎样才能得到足够的负能量,来实现我们的超光速梦想呢?既然大自然时时刻刻都在整个宇宙范围内大量制造负能量,看起来也并不太稀奇。但是问题在于,我们需要把负能量和正能量分离,单独提取出来。这就走进了物理定律的雷区。
虽然空间中同时存在正能量和负能量,但是它们均匀的混合在一起,处于一种熵值极大的状态。假如我们能有效地把两种能量分开,无疑就降低了真空的熵值。我们得到的能量,可以用来驱动机器——这就是由真空能量驱动的第二类永动机。说到这里你肯定看出来了,从真空中提取负能量的想法违反了热力学第二定律。要想从真空中源源不断地获取能量,我们只能养一只普朗克长度的麦克斯韦妖精,让它在正反粒子对出现的瞬间,拿走其中一个。
大自然非常固执的坚持,负能量必须和正能量混合在一起。一份负能量必定和相应的正能量紧密相随。你想要得到的负能量密度越大,它存在的范围就越小。比如,在卡西米尔效应中,两片金属板距离越近,中间的负能量密度就越高。如果我们用卡西米尔效应的方式制造负能量,它的存在范围比普朗克长度大不了多少,这样的微型虫洞连一个质子都钻不过去。同时,如果你想要负能量和正能量分离得越远,你能得到的负能量就越小。即使你愿意付出正能量作为代价,要取得宏观尺度的负能量也十分困难。
我们可以设想用一个盒子来捕捉负能量。由于负能量总是和正能量混合,我们可以设法在负能量波动进入盒子之后,而伴随它的正能量进入之前关上盒子,这样就得到了分离的负能量。然而,关上盒子这个动作却会在盒子里产生一份正能量,把盒子里的负能量抵消掉,让我们费尽心机地捕捉行动无功而返。
所以,负能量虽然无处不在,但是我们却无法在宏观尺度上获取。同时,要维持虫洞和曲率引擎所需要的负能量却大得惊人(和大行星的质量差不多)。这个问题让我们对于虫洞和曲率引擎的美好憧憬只能停留在科幻小说,也把人类文明限制在可观察宇宙(甚至太阳系)中,无法迈向无垠的星辰大海。
Ⅱ 人类找到虫洞以后,真的可以进入另外一个世界
在2019年,科学家们第1次拍摄到了黑洞的高清照片,这时候人们才意识到,其实黑洞并不是黑色的,它也不是一个洞,而是特指的一个空间区域,被我们称为事件视界。在黑洞里面又有着非常强大的引力,受到引力的束缚,黑洞不断的吞噬着周围的一些星球和一些宇宙物质,就算是光线也不放过,如果是人掉入了黑洞之后,我们有生存下来的可能吗?进入黑洞之后又会发生一些什么呢?
曾经有这样一篇关于黑洞的论文是这样讲述的,人类如果进入了黑洞当中,是依旧可以继续存活下去的,会顺着黑洞,把人类带入到未来的平行世界当中,在这里充满着未知和不确定性。对于黑洞你有怎样的看法呢?你觉得我们有可能通过黑洞到达另外一个平行世界吗?
Ⅲ “虫洞”的由来及高清图片
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由阿尔伯特·爱因斯坦提出该理论。简单地说,“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,所以也叫"灰道"。虫洞[1],英文为:Wormhole。虫洞
虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。截至2013年其存在性尚未确认。早在19世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。“瞬间移动”的可能,如同超时空转换。随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负能量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。虫洞(15张)据科学家猜测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。
虫洞
虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中,这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里,虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥,物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然出现的超时空管道。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅,这里不再赘述。总之,目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少,它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学
虫洞
家对此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”,在没有物质的空间中,能量也同样存在其内部,这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙,宇宙项是必须的,而且,在基本粒子论里,也认为真空中的能量是自然呈现的。那么,为何目前宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明:在爆炸以前的初期宇宙中,虫洞连接着很多的宇宙,很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果,由一个宇宙可能产生另一个宇宙,而且,宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴,它们可通往一个宇宙的过去及未来,或其他的宇宙。旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎可以说是和黑洞同时的。编辑本段相关理论虫洞有几种说法:一是空间中的隧道,它就像一个球体,你要是沿球面走就远了。但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径。二是黑洞与白洞的联系。黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看电影,却无法改变发生的事情,因为时间是线性的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序。到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂。特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情况下,我们会十分惊奇的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也就是一种特定的虫洞。自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。虫洞示意图
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还在宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。虫洞没有视界,它有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。编辑本段虫洞性质利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们研究的重点是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中的高速火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的高速火车。虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。编辑本段生产机制自然产生机制虫洞的自然产生机制有两种:其一,是黑洞的强大引力能。其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。个人假设1.虫洞像河流,通过的物体像船,船顺河而下。2.虫洞体像一个圆柱形磁铁,强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解,以波的形式在柱心管道运行,在出口处还原。通过的物体类似一个障碍,造成波的某一部分形变,然后这个形变推移到出口。可能还涉及到横波、纵波,波的反射、折射、衍射,物质的不均匀、空间的不规则,如同水中气泡般的宇宙空洞。3.虫洞像一个圆柱形隧道,通过时间扭曲,把物体吸入里面,进行太空旅行。编辑本段相关言论星空最后的前沿探索星空是人类一个恒久的梦想。在晴朗的夜晚,每当我们仰起头来,就会看到满天的繁星。自古以来,星空以它无与伦比的浩瀚、深邃、美丽及神秘激起着人类无数的遐想。着名的美国科幻电视连续剧《星际旅行》(StarTrek)中有这样一句简短却意味无穷的题记:星空,最后的前沿(Space,thefinalfrontier)[注一]。当我第一次观看这个电视连续剧的时候,这句用一种带有磁性的话外音念出的题记给我留下了令人神往的印象。在远古的时候,人类探索星空的方式是肉眼,后来开始用望远镜,但人类迈向星空的第一步则是在一九五七年。那一年,人类发射的第一个航天器终于飞出了我们这个蓝色星球的大气层。十二年后,人类把足迹留在了月球上。三年之后,人类向外太阳系发射了先驱者十号深空探测器。一九八三年,先驱者十号飞离了海王星轨道,成为人类发射的第一个飞离太阳系的航天器[注二]。从人类发射第一个航天器以来,短短二十几年的时间里,齐奥尔科夫斯基所预言的“人类首先将小心翼翼地穿过大气层,然后再去征服太阳周围的整个空间”就成为了现实,人类探索星空的步履不可谓不迅速。但是,相对于无尽的星空而言,这种步履依然太过缓慢。率先飞出太阳系的先驱者十号如今正在一片冷寂的空间中滑行着,在满天的繁星之中,要经过多少年它才能飞临下一颗恒星呢?答案是两百万年!那时它将飞临距离我们六十八光年的金牛座(Taurus)[注三]。六十八光年的距离相对于地球上的任何尺度来说都是极其巨大的,但是相对于远在三万光年之外的银河系中心,远在两百二十万光年之外的仙女座大星云,远在六千万光年之外的室女座星系团,以及更为遥远的其它天体来说无疑是微不足道的。人类的好奇心是没有边界的,可是即便人类航天器的速度再快上许多倍,甚至接近物理速度的上限-光速,用星际空间的距离来衡量依然是极其缓慢的。那么,有没有什么办法可以让航天器以某种方式变相地突破速度上限,从而能够在很短的时间内跨越那些近乎无限的遥远距离呢?科幻小说家们率先展开了想象的翅膀。旅行家的天堂一九八五年,美国康乃尔大学(CornellUniversity)的着名行星天文学家卡尔·萨根(CarlSagan)写了一部科幻小说,叫做《接触》(Contact)。萨根对探索地球以外的智慧
生物有着浓厚的兴趣,他客串科幻小说家的目的之一是要为寻找外星智慧生物的SETI计划筹集资金。他的这部小说后来被拍成了电影,为他赢得了广泛的知名度。萨根在他的小说中叙述了一个动人的故事:一位名叫艾丽(Ellie)的女科学家收到了一串来自外星球智慧生物的电波信号。经过研究,她发现这串信号包含了建造一台特殊设备的方法,那台设备可以让人类与信号的发送者会面。经过努力,艾丽与同事成功地建造起了这台设备,并通过这台设备跨越了遥远的星际空间与外星球智慧生物实现了第一次接触。但是,艾丽与同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的设备究竟利用了什么方式让旅行者跨越遥远的星际空间的呢?这是萨根需要大胆“幻想”的地方。他最初的设想是利用黑洞。但是萨根毕竟不是普通的科幻小说家,他的科学背景使他希望自己的科幻小说尽可能地不与已知的物理学定律相矛盾。于是他给自己的老朋友,加州理工大学()的索恩(KipS.Thorne)教授打了一个电话。索恩是研究引力理论的专家,萨根请他为自己的设想做一下技术评估。索恩经过思考及粗略的计算,很快告诉萨根黑洞是无法作为星际旅行的工具的,他建议萨根使用虫洞(wormhole)这个概念。据我所知,这是虫洞这一名词第一次进入科幻小说中[注四]。在那之后,各种科幻小说、电影、及电视连续剧相继采用了这一名词,虫洞逐渐成为了科幻故事中的标准术语。这是科幻小说家与物理学家的一次小小交流结出的果实。萨根与索恩的交流不仅为科幻小说带来了一个全新的术语,也为物理学开创了一个新的研究领域。在物理学中,虫洞这一概念最早是由米斯纳(C.W.Misner)与惠勒(J.A.Wheeler)于一九五七年提出的,与人类发射第一个航天器恰好是同一年。那么究竟什么是虫洞?它又为什么会被科幻小说家视为星际旅行的工具呢?让我们用一个简单的例子来说明:大家知道,在一个苹果的表面上从一个点到另一个点需要走一条弧线,但如果有一条蛀虫在这两个点之间蛀出了一个虫洞,通过虫洞就可以在这两个点之间走直线,这显然要比原先的弧线来得近。把这个类比从二维的苹果表面推广到三维的物理空间,就是物理学家们所说的虫洞,而虫洞可以在两点之间形成快捷路径的特点正是科幻小说家们喜爱虫洞的原因[注五]。只要存在合适的虫洞,无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺,星际旅行家们将不再受制于空间距离的遥远。在一些科幻故事中,技术水平高度发达的文明世界利用虫洞进行星际旅行就像今天的我们利用高速公路在城镇间旅行一样。在着名的美国科幻电影及电视连续剧《星际之门》(Stargate,港台译星际奇兵)中人类利用外星文明留在地球上的一台被称为“星际之门”的设备可以与其它许多遥远星球上的“星际之门”建立虫洞连接,从而能够几乎瞬时地把人和设备送到那些遥远的星球上。虫洞成为了科幻故事中星际旅行家的天堂。不过米斯纳与惠勒所提出的虫洞是极其微小的,并且在极短的时间内就会消失,无法成为星际旅行的通道。萨根的小说发表之后,索恩对虫洞产生了浓厚的兴趣,并和他的学生莫里斯(MikeMorris)开始对虫洞作深入的研究。与米斯纳和惠勒不同的是,索恩感兴趣的是可以作为星际旅行通道的虫洞,这种虫洞被称为可穿越虫洞(traversablewormhole)。负能量物质么什么样的虫洞能成为可穿越虫洞呢?一个首要的条件就是它必须存在足够
虫洞美景图(5张)
编辑本段理论形成
虫洞
虫洞虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特・爱因斯坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中,这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。“虫洞”的由来“虫洞”由两位海外归国的家长创立。在国外的生活中,他们强烈体会到:先进国家的教育注重情商、智商双向培养,关注孩子们独立探索和实践的能力。他们认为:这种教育才是创新的摇篮。我认为呢,你的要求我都达到了,也确实有高清图片希望您能采纳!!!!Ⅳ 虫洞是什么的图片
“虫洞”是广义相对论中出现的概念,理论上,虫洞是连结白洞和黑洞的多维空间隧道,是无处不在但转瞬即逝的。不过有人假想一种奇异物质可以使虫洞保持张开也有人假设如果存在一种叫做幻影物质(Phantom matter)的奇异物质的话,因为其同时具有负能量和负质量,因此能创造排斥效应以防止虫洞关闭。这种奇异物质会使光发生偏转,成为发现虫洞的信号,但是这些理论多是无法测试的假设。目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。
虫洞图片也都是想象的效果图。
Ⅳ 白洞究竟是什么东西
白洞(又称白道)是广义相对论预言的一种与黑洞(又称黑道)相反 白洞 的特殊“假想”天体,是大引力球对称天体的史瓦西解的一部分.目前,白洞仅仅是理论预言的天体,到现在还没有任何证据表明白洞的存在.其性质与黑洞完全相反.同黑洞一样,白洞也有一个封闭的边界.与黑洞不同的是,白洞内部的物质(包括辐射)可以经过边界发射到外面去,而边界外的物质却不能落到白洞里面来.因此,白洞像一个超级喷泉,不断向外喷射以重粒子为主要形态表现的物质,(能量).白洞学说在天文学上主要用来解释一些高能现象.白洞是否存在,尚无观测证据.有人认为,白洞并不存在.因为,白洞外部的时空性质与黑洞一样,白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层.只要有足够多的物质,引力坍缩就会发生,导致形成黑洞.另外,按照目前的理论,大质量恒星演化到晚期可能经坍缩而形成黑洞;但并不知道有什么过程会导致形成白洞.如果白洞存在,则可能是宇宙大爆炸时残留下来的.有底称为洞,无底的称为道.(上右图片绘制:张嘉年) 编辑本段性质 从定义上来说,白洞与黑洞是物理学家们根据黑洞在爱因斯坦的广义相对论上所提出的“假想”物体,或一种数学模型.物理学界 虫洞 和天文学界将白洞定义为一种超高度致密物体,其性质与黑洞完全相反.白洞并不是吸收外部物质,而是不断地向外围喷射各种星际物质与宇宙能量,是一种宇宙中的喷射源.简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙.由于具有和“黑”洞完全相反的性质,所以叫做“白”洞.它有一个封闭的边界.聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动.因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射.白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同.白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层.白洞学说主要用来解释一些高能天体现象.目前天文学家还没有实际找到白洞,还只是个理论上的名词.白洞是理论上通过对黑洞的类比而得到的一个十分“学者化”的理论产物,更多的表现为一种数学模型.和黑洞完全不一样,白洞不会吸收任何物体,相反的,白洞会不断释放出物质,包括基本粒子和场.白洞和黑洞一样,有一个封闭的“视界”.不过和黑洞不一样,时空曲率在这里是负无穷大,也就是说,在这里,白洞对外界的斥力达到无穷大,即使是光笔直向白洞的奇点冲去,它也会在白洞的视界上完全停止住,不可能进入白洞一步.理论上,白洞也可以根据是否旋转,是否带有电荷而区分类型,但是理论物理学家们认为,白洞的无穷大的斥力会迫使白洞不带有任何电荷,因为电荷很容易就被赶到了视界外.而旋转,也被认为是不可能的.不过白洞看来只可能是一种想象中的产物.因为如果白洞不吸收任何物体而仅仅是喷射物质(能量),那么无论这个白洞的质量有多大,它的物质也会很快地被喷射光.当然,物理学家们也为白洞提供了几个存在的想法,其中有的人认为白洞和黑洞通过虫洞连接,从而使母宇宙和婴儿宇宙之间获得联系.关于这种机制,可以参考关于“时间虫洞”的概述
Ⅵ 黑洞、虫洞和白洞,这三种其他的存在哪个最神奇
谢邀。
在天文学上,有三种“洞”特别神奇,那就是黑洞、虫洞和白洞。本质上说,这三个定义都是源自于爱因斯坦的理论,但它们又各有不同。
总之,不论是黑洞、白洞还是虫洞,都是建立在极端理论上的极端天体,都需要科学家们的深入研究以及更加完善的物理理论。即使其中的一个或两个可能根本就不存在,但它们都值得我们去研究。毕竟即使是在证伪的过程中,我们也会发展出新的物理理论来,不是吗?
Ⅶ 虫洞里面是什么图片
虫洞-内部结构模型图:
Ⅷ 虫洞是什么
虫洞也叫爱因斯坦-罗森桥,是爱因斯坦的广义相对论里对引力场方程的一个解。对于虫洞的具体细节,科学家目前并没有观测到任何一个真实的虫洞,所以以下关于所有的虫洞信息都是科学家根据现有的理论做的假设与推测。
来源
“虫洞”的概念最早于1916年由奥地利物理学家路德维希弗莱姆提出,并于1935年由爱因斯坦及纳森罗森加以完善,但爱因斯坦并不相信虫洞的存在,它认为这只是一个单纯的数学结果。
性质
虫洞是引力场方程的一个特殊解,它是连接遥远宇宙时空的一个隧道,能够让人瞬时穿越遥远的空间,或者是时间,也可以穿过宇宙。它整个呈一个柄状,入口和出口成一个球状。
虫洞分类
科学家把虫洞分成了两类:洛伦兹虫洞和欧几里得虫洞。
洛伦兹虫洞即是科幻迷门日常生活中讨论的虫洞,即“时空隧道”,它可以长期并稳定存在空间中,两端能够连接不同的宇宙,也能够两端都存在于同一个宇宙中。这种虫洞的维持需要一种理论上存在的“负能量”物质,也叫奇异物质,不是反物质,不是暗物质,不是暗能量!
欧几里得虫洞也叫磁虫洞,是一种瞬时存在的虫洞,它类似于雷神2里面的虫洞。它行踪不定,且通常只存在一瞬间,通过这种虫洞的物质不需要任何时间便能够来到虫洞的另一端。根据目前理论,这种虫洞无法长时间维持。
制造虫洞
虫洞是一个空间异常扭曲的区域,人工创造一个虫洞这意味着要人工改变时空的结构,这在目前的一些理论来看并不好做,首先,广义相对论明确禁止了改变时空的拓扑结构,再者,量子引力论里也似乎不允许时空拓扑结构发生变化。如果未来有新的理论支撑人工虫洞的制作,那是未来的事,就目前来看,制造虫洞不太现实。
利用天然虫洞
既然制作虫洞不行,那能不能利用自然存在的虫洞来做星际旅行呢?虽然目前为止人类并没有观测到虫洞存在的痕迹,但假设虫洞存在,如何利用?
首先,虫洞是一个空间张力特别大的区域,任何进去虫洞的物质都需要承受非常大的张力,一般来说,物质无法穿越虫洞,由于张力太大,任何进入虫洞的物质都会被巨大的张力撕扯成基本粒子。如何让虫洞的张力小到人类能够承受的范围这是个问题,目前的计算表明,负能量物质能够维持虫洞的稳定,能够扩大虫洞的半径,还能够减小空间张力,当然,这是由于虫洞的这三个参数是连在一起的。
那怎样的虫洞才能够让在飞船中的人类稳定穿过呢?根据计算,这个虫洞的半径至少要一光年,所需的负能量物质几乎是整个太阳质量的一万亿倍。所以,就目前研究表明,要利用已有的虫洞这种理论上存在的方法,就可操作性来说还处于“几乎不可能”到“完全不可能”之间。。。
图片来源:网络
Ⅸ 高清版黑洞照片公开,究竟什么是黑洞
最近有一个新闻引起了非常多朋友们的关注,人类终于拍摄到了超大质量黑洞阴影周边的高清图像,这也是我们人类历史上面曝光的第2张黑洞的照片,所以有不少朋友对于这一张照片都产生了特别浓厚的兴趣,更是会特别想要知道黑洞到底是怎么产生的,什么才是黑洞?
也有很多朋友认为,在黑洞里面有一些能够穿越时空的虫洞,如果我们进入到了黑洞里面,那么我们就能够穿越时空,出现在一个遥远的地方,或者出现在过去的时间里面,但是目前为止,仍然没有任何人能够进入到黑洞里面并且活着出来。所以对于黑洞里面到底是什么样子,我们就只能够进行猜测,而没有办法进行证实。虽然这一个问题目前仍然没有办法得到解答,但是随着这个问题的产生,相信也会有越来越多的朋友对于这个神秘的天体产生浓厚兴趣,并且开始进行研究,而随着我们对于黑洞的研究不断深入,也会了解到越来越多的信息,等到那个时候黑洞自然也会脱下自己神秘的面纱,同时也能够让我们增加对于这一个神秘天体的了解。
Ⅹ 什么是虫洞
虫洞,英文为:Wormhole 早在19世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理 虫洞
学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。 “虫洞(15张)瞬间移动”的可能,如同超时空转换。 随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。 据科学家猜测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。 科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。
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虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特·爱因斯 虫洞连接黑洞和白洞与奇点的-结构模型图
坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中,这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。(右图片绘制:张嘉年) 自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。 虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里,虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥,物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。 虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然出现的超时空管道。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅,这里不再赘述。 总之,目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少,它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。 虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学 虫洞
家对此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”,在没有物质的空间中,能量也同样存在其内部,这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙,宇宙项是必须的,而且,在基本粒子论里,也认为真空中的能量是自然呈现的。那么,为何目前宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明:在爆炸以前的初期宇宙中,虫洞连接着很多的宇宙,很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果,由一个宇宙可能产生另一个宇宙,而且,宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴,它们可通往一个宇宙的过去及未来,或其他的宇宙。 旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎可以说是和黑洞同时的。
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虫洞有几种说法: 一是空间的隧道,就像一个球,你要沿球面走就远了但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径 二是黑洞与白洞的联系。黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。 三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看电影,却无法改变发生的事情,因为时间是线行的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序 到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂。特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。 还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。 在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。 虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也就是一种特定的虫洞。 自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。 我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。 虫洞示意图
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还在宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。 虫洞没有视界,它有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。
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利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们研究的重要是黑洞,而 虫洞是4度空间就在我们身边
不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。 虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中的高速火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的高速火车。虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。