最近有科學家提出,我們所說的黑洞,或許不是什麼神祕的天體,而僅僅是進入另外宇宙的通道——蟲洞。

理論上,黑洞是一種質量極大的天體,核能耗盡後塌縮而形成。由於引力太大,即使以光速運動都無法擺脫,因此黑洞是不發光的,周圍的物質一旦進入「黑洞事界」範圍,就無可倖免的被吞噬,黑洞周圍的物質就像掉進了漩渦一樣,快速地被吸進了漩渦中心——黑洞。 

因此,儘管黑洞是無法直接觀測的,科學家們還是可以根據周圍物質的渦旋運動方式,判斷哪堨i能存在黑洞。


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黑洞 進入另外宇宙的通道
黑洞或許不存在 那只是另外時空的入口

宇宙飛船進入蟲洞示意圖。蟲洞另一端是相鄰宇宙中的星系。(NASA/Les Bossinas)

文 ◎ 張延恭

最近有科學家提出,我們所說的黑洞,或許不是什麼神祕的天體,而僅僅是進入另外宇宙的通道——蟲洞。

理論上,黑洞是一種質量極大的天體,核能耗盡後塌縮而形成。由於引力太大,即使以光速運動都無法擺脫,因此黑洞是不發光的,周圍的物質一旦進入「黑洞事界」範圍,就無可倖免的被吞噬,黑洞周圍的物質就像掉進了漩渦一樣,快速地被吸進了漩渦中心——黑洞。 

因此,儘管黑洞是無法直接觀測的,科學家們還是可以根據周圍物質的渦旋運動方式,判斷哪堨i能存在黑洞。經過長期的研究,這樣的「候選」黑洞已經不少。不過,由於黑洞至今還只是「傳說」中的天體,對於黑洞究竟是怎麼回事?並沒有定論。 

值得一提的是,根據愛因斯坦的廣義相對論預測,如果任何物質被壓縮進足夠小的空間,都會產生黑洞。由於這類黑洞質量可以很小,因此被稱為微黑洞。 

「蟲洞」指的是連接不同時空的通道……如果「蟲洞」存在,它們的表現形式與黑洞幾乎一模一樣。

蟲洞連接不同時空 

在現代物理理論中,「蟲洞」指的是連接不同時空的通道。如果把我們的宇宙想像成一張網,「蟲洞」就是把這張網與另外一張網相連接的咽喉。另外一張網其實就是另外的宇宙,那邊也有星系、恆星和行星等天體。 

法國科學家達墨(Thibault Damour)和德國科學家所羅杜琴(Sergey Solodukhin)研究了「蟲洞」可能具備的性質,結果發現如果「蟲洞」存在,它們的表現形式與黑洞幾乎一模一樣。也就是說,蟲洞周圍的物質也會形成漩渦。這是因為蟲洞的存在會改變周圍時空的結構,這與黑洞是一樣的。換句話講,當我們發現宇宙中的類似漩渦結構時,或許那是個黑洞,但也許那就是個通往另外宇宙的「蟲洞」。 

與另外的宇宙溝通 

一種區分黑洞和蟲洞的方法是對霍金放射的觀測。這奡ㄗ鴘瑰N金就是暢銷書《時間簡史》的作者,著名英國科學家霍金。根據他的理論,儘管進入黑洞意味著屍骨無存,但是還是會有放射線來自於黑洞。但在實際操作中,這樣放射線太弱幾乎不可能與其他來源的放射線區分開來。 

還有一種辨別方法是:黑洞有事界(event horizon),而蟲洞應當沒有。

所謂事界,就是一旦越過便一去不復返的「生死界」,在物理上又稱「無歸點」。而進入蟲洞的物質還應當可以出來,但是這個時間可以十分漫長,達數十億甚至上百億年。我們的宇宙耗盡它的一生,也不見得有機會看到進入蟲洞的物質會返回來。 

現在只剩下最後一種方法,就是親自駕駛飛船到「漩渦」中走一遭,而這絕對是賭命之旅。如果那真的是黑洞,可就糟糕了,超乎想像的引力將撕碎你的每一個原子。即使那真是個蟲洞,漩渦內的力量同樣將是致命的。

那麼如果你幸運地進到了另外一個宇宙中呢?達墨表示,除非使用自身的動力,那麼飛船將無法留在另外的宇宙中暢遊。科學家推測,蟲洞會將飛船重新吸入,並送回我們的宇宙。 

但是即使這樣,也是沒有意義的,因為這一過程要耗時數十億年。要想方便迅速的進出蟲洞,必須有個條件,就是這個蟲洞極其小。那樣的話,進出微蟲洞的時間可能只需要幾秒鐘。如果能構建這樣的微蟲洞,或許人類將能與另外的宇宙溝通。 

解決物理難題 

很多學者對黑洞其實是蟲洞的說法有懷疑,關鍵問題之一在於蟲洞是如何形成的。所羅杜琴推測,蟲洞的形成過程和黑洞相似,都可以由恆星的塌縮來實現。一般認為,恆星的塌縮最終將產生黑洞。但是所羅杜琴表示,由於量子效應的阻止,塌縮可能不足以形成黑洞,而是蟲洞。 

科學家們正在期待的一項實驗是,利用加速器製造微黑洞,這將是檢測黑洞理論的重要手段。如果黑洞理論正確,人們將檢測到霍金放射;否則,則證明所羅杜琴是對的:人們一直認為是黑洞的物體,實質上僅僅是蟲洞。 

黑洞也許真的是個洞,一個通向另外宇宙的隧道。

如果黑洞們最終被證明是蟲洞,這將給物理學帶來很大的影響。其實關於黑洞一直是有爭議的,量子力學研究發現黑洞中心的奇點具有量子不穩定性,因此黑洞難以穩定存在。另外,美國加州勞倫斯.利弗莫爾國家實驗室的天體物理學家錢普拉等認為,目前發現的黑洞是一些暗能量星,真正意義上的黑洞是不存在的。

而蟲洞理論可以解釋許多黑洞不能解釋的問題,其中之一是黑洞吞噬物質後信息的去向。由於在蟲洞世界堛娃閮禱D有去無回,也就不涉及信息丟失的問題。 

人們一直強調黑洞其實不是個洞,而是一種天體;如今看來,黑洞也許真的是個洞,一個通向另外宇宙的隧道。X




黑洞(中央球體)釋放能量示意圖。(法新社)

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