黑洞內部是蟲洞？或是黑洞的心臟

【科技訊】6月11日消息，愛因斯坦曾經預言，蟲洞的誕生與黑洞相關，黑洞的巨大能量能夠將空間時間撕裂，從而產生蟲洞。現在，科學家們認為蟲洞並非由黑洞產生，而是在黑洞的內部。

目前，科學家最新研究表明，如果蟲洞存在，它將在相對短暫的時間裡將人類傳送至遙遠的宇宙角落。

但此前科學家認為蟲洞結構非常不穩定，當一個粒子進入蟲洞，它將形成波動能夠導致黑洞結構崩潰。目前最新一項研究表明，穿越這些理論上的捷徑抵達遙遠宇宙空間並非不可能，儘管宇宙空間存在著極端作用力。

在科幻電影中經常提及蟲洞概念，理論家將它描述為連接宇宙兩個遙遠位置的時空隧道。2014年科幻電影《星際穿越》中描述了未來人類宇航員必須尋找一顆新的星球，能夠適宜人類生活，因為氣候變化摧毀了地球宜居環境。他們通過穿越蟲洞搜尋這顆星球。

利用黑洞中心區域存在蟲洞這一假設條件，目前葡萄牙一支研究小組建立實驗模型，分析了物體如何穿越時空之旅，這些物體包括：椅子、宇宙飛船以及人類科學家。研究報告負責人、里斯本大學迪亞哥-魯別拉-加爾西亞(Diego Rubiera-Garcia)說：「我們進行的研究是重新考慮引力和時空深層結構之間的基本問題，實際上我們取消了廣義相對論中的一個假設條件，因為這裡沒有一個行驗條件說明該理論的延伸性。」

他們分析了接近黑洞每個物體的變化情況，對通過物理或者化學交互作用結合在一起的聚合點進行了建模實驗。愛因斯坦的廣義相對論預測稱，當一個物體接近黑洞，將沿著一個方向被壓碎，同時沿著另一個方向被延伸。由於蟲洞半徑是有限的，這項研究模擬展示了物體被壓縮至蟲洞的大小。它們不會聚合成一個無窮小的分離點——「奇點」，「測地線」將通過一定距離被隔離。穿越時空的測地線是自由落體粒子在時空維度中形成的路徑。加爾西亞說：「觀測的每個粒子都將遵循著受引力場決定的測地線，每個測地線受到的引力場作用都不相同，但是該物體成分的互動性仍能維持它的完整性。」

目前這項最新研究報告發表在近期出版的《經典和量子引力》雜誌上，研究人員指出，光線在物體兩個端點之間圓形旅程的時間總是有限的。這意味著物體不同部分仍存在著物理和化學相互作用，這意味著有限的作用力，不論它有多強大，都可以彌補蟲洞內部和附近引力場對穿越物體所造成的影響，至少通往另一個宇宙區域的蟲洞通道是可行的。

科學家認為，我們的銀河可能是一個巨大的蟲洞。如果這是事實，那麼這個蟲洞將「穩定和可航行的」。這是期刊《物理年鑒》上發表的一項，由義大利里雅斯特國際高等研究院(SISSA)所提出的假說。

黑洞、蟲洞

黑洞是內部具有強大引力場的天體，這樣強大的引力使得即使是光也無法逃逸。愛因斯坦的廣義相對論認為當物質被擠壓成非常小的空間時就會形成黑洞。儘管黑洞無法被直接觀測到，但天文學家已經鑒別了很多很可能是黑洞的天體，主要是基於對環繞在其周圍的物質的觀測。

法國高等科學研究所的天體物理學家蒂博·達穆爾和德國不萊梅國際大學的謝爾蓋·索羅杜金認為這些黑洞天體可能是名為蟲洞的結構。

蟲洞是連接時空織布中兩個不同地方的彎曲通道。如果你將宇宙想像為二維的紙張，蟲洞就是連接這張紙片和另一張紙片的「喉嚨」通道。在這種情況下，另一張紙片可能是另一個單獨的宇宙，擁有自己的恆星、星系和行星。達穆爾和索羅杜金研究了蟲洞可能的情形，並驚訝的發現它如此類似於黑洞以至於幾乎無法區分兩者之間的差別。

霍金輻射

物質環繞蟲洞旋轉的方式與環繞黑洞是一樣的，因為兩者扭曲環繞它們的時空的方式是相同的。有人提出利用霍金輻射來區分兩者，霍金輻射是指來自黑洞的光和粒子輻射，它們具有能量光譜的特性。但是這種輻射非常微弱以至於它可能被其他源完全湮沒，例如宇宙大爆炸後殘餘的宇宙微波背景輻射，因此觀測霍金輻射幾乎是不可能的。

另一個可能存在的不同便是，蟲洞可能沒有黑洞所具有的視界。這意味著物質可以進入蟲洞，也可以再次出來。實際上，理論家稱有一類蟲洞會自我包裹，因此並不會產生另一個宇宙的入口，而是返回到自身的入口。

勇敢者的遊戲

即便如此，這也沒有一個簡單的測試方法。由於蟲洞的具體的形狀不同，物質跌入蟲洞之後可能要花費數十億年之後才能從裡面出來。即使蟲洞的形狀非常完美，宇宙最古老的蟲洞目前也尚未「吐出」任何物質。

看起來似乎只有一條探尋天文學黑洞的途徑，那就是勇敢的縱身一躍。這絕對是一個勇敢者的危險遊戲，因為如果跳入的是一個黑洞，其強大的重力場將會撕裂我們身體的每一個原子;即便幸運的進入了一個蟲洞，內部強大的引力仍然是致命的。

假設你能倖存下來，而蟲洞恰好是不對稱的，你會發現自己處在另一個宇宙的另一邊。還沒等你看清楚，這個蟲洞也許又把你吸回到所出發的宇宙入口了。

悠悠球運動

「太空船也能做這樣的悠悠球運動，」達穆爾說道，「(但是)如果使用自己的燃料，你就能從蟲洞的引力中逃逸」，然後探索另一邊的宇宙。

不過在宇宙這一邊的朋友也許得等上數十億年才能再次見到你，因為在蟲洞里的穿行時間將會非常漫長。這樣的延遲使得在蟲洞兩邊的有效通訊變得幾乎不可能。如果能夠發現或者構建微觀蟲洞，這種延遲可能短至幾秒鐘時間，索羅杜金這樣說道，這潛在的支持了雙邊通訊。

研究黑洞形成和蟲洞特性的美國俄勒岡大學尤金分校的斯蒂芬·許(StephenHsu)，也認為利用觀測區分黑洞和蟲洞之間差別幾乎是不可能的，至少利用目前的科技是不可能實現的。

外來物質

「黑洞最重要的特性就是落入黑洞的物體」有去無回「的臨界點，而對此我們目前還無法進行測試。」斯蒂芬說道。但目前被認為是黑洞的天體也可能的確是黑洞而非蟲洞，這種情況也並非不可能。目前存在不少關於黑洞形成的可行情景，例如大質量恆星的坍塌，但有關蟲洞是如何形成的則仍是未知數。

蟲洞可能與宏觀的黑洞有所不同，它需要一些外來的物質保持自身穩定，而這種外來物質是否真實存在又是個未知數。

索羅杜金認為蟲洞的形成方式可能與黑洞相差無幾，例如都來自於坍塌的恆星。在這種情境下，物理學家一般認為會產生黑洞，但索羅杜金認為量子效應可能會阻止坍縮形成黑洞的過程，轉而形成了蟲洞。

微觀黑洞

索羅杜金稱這一機制在更完整的物理學理論下將不可避免，後者統一了重力和量子力學的理論，它是物理學界長久以來的夢想和目標。如果這一理論是正確的，那麼以往我們認為會形成黑洞的地方，就可能會形成蟲洞。

而這一猜想並不是沒有方法對其進行測試，有的物理學家認為未來的粒子加速器實驗將能夠產生微觀黑洞。這種微觀黑洞有可能放射出可以計算的霍金輻射，以證明產生的是黑洞而非蟲洞。但是如果索羅杜金猜想的是正確的話，那麼形成的會是一個微觀蟲洞，因此將不會產生任何輻射。「通過這樣簡單的測試就能辨別產生的是黑洞還是蟲洞。」

蟲洞的另一個優點在於能夠解決所謂的黑洞信息悖論。黑洞唯一能夠釋放出的就是霍金輻射，但這些霍金輻射將如何攜帶最初落入黑洞天體的原始信息，目前還尚不清楚。這種混亂效應與量子力學相衝突，後者禁止這種信息的丟失。

「從理論上來說，蟲洞要比黑洞好的多，因此它不會發生信息丟失。」索羅杜金說道。由於蟲洞沒有視界，物體無需轉化成霍金輻射就能自動離開蟲洞，因此也就不存在信息丟失的問題。

對於黑洞、蟲洞的信息，還需要科學家進一步做詳細研究，相信有一天，無論是黑洞還是蟲洞我們都會有更好的認知。

請您繼續閱讀更多來自 光明網 的精彩文章:

※黑洞内部是虫洞？或是黑洞的心脏
※黑洞也許並非黑洞，而是灰洞
※黑洞跟蟲洞有聯繫？為什麼說黑洞就是宇宙蟲洞
※黑洞不是黑的·黑洞很簡單
※黑洞变白洞，或可开启时空旅行虫洞！
※黑洞裡面是什麼？黑洞是恆星的巨大墳場
※黑洞出口是什麼?白洞和黑洞竟是這種關係?
※黑洞出口是什麼？探秘神奇的黑洞
※黑洞出口是什麼？探秘神奇的黑洞
※宇宙中最為詭異的六大理論，黑洞白洞灰洞和蟲洞是啥
※宇宙中除了黑洞，竟然還有白洞、蟲洞和空洞
※黑洞橫行霸道的幕後黑手是誰？科學家：它在暗處操控黑洞的一切
※新模型指出黑洞的中心是一個蟲洞！
※黑洞裡面是什麼？黑洞埋葬著大量恆星
※黑洞一片漆黑，那麼人類是如何觀測到黑洞的呢？
※黑洞的另一面是白洞 真的存在嗎？
※黑洞即是蟲洞？或為另一個宇宙的入口
※白洞竟是黑洞隱藏的另一面？驚呆了
※白洞和黑洞存在什麼樣的關係？