黑洞和虫洞的区别

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主要区别 – 黑洞与虫洞

黑洞和虫洞是物理学和科幻小说中的两个引人入胜的话题。黑洞是一种密度极高的物体,具有大量的物质和能量。因此,它们会产生极强的引力场,扭曲周围的时空。黑洞的概念是广义相对论中提出的,几十年来一直是一个理论概念。最后, 物理学家在 2015 年 9 月 14 日首次探测到引力波后,幸运地证实了黑洞的存在.虫洞是爱因斯坦和罗森提出的理论概念。 虫洞连接时空的两个点或两个不同的宇宙。无论如何,它们只存在于理论物理中,迄今为止.这是黑洞和虫洞之间的主要区别。

什么是黑洞

恒星是宇宙中巨大的天然热核电站。黑洞、白矮星和中子星是恒星坍缩的一些可能结果。所以,要想了解黑洞的形成,就应该对恒星的起源有一个清晰的认识。

大爆炸之后,物质几乎以质子、电子和其他一些轻核的形式存在。它们就像气体一样漂浮在整个宇宙中。随着宇宙冷却下来,引力可以将这些粒子中的一些聚集在一起,形成巨大的气态云。随着引力将云中的物质吸引到一起,粒子越来越靠近。因此,粒子的动能增加。随着云层的收缩,温度不断升高。最终,内部温度达到了7K左右,这样的云团密度极高。于是,塌陷的云层达到了核聚变反应的必要条件,恒星诞生了。

但是,当恒星的聚变燃料用完后,由于剩余的热量和辐射压力不足以平衡自身的引力,恒星的质量会被恒星的引力收缩成一个非常小的体积。结果是一个非常密集的球。然后这颗恒星根据其质量变成白矮星或中子星或黑洞。质量小于1.4太阳质量的恒星会变成白矮星。超过近 3 个太阳质量的恒星将在另一个天文阶段变成黑洞。质量大于1.4个太阳质量但小于3个太阳质量的恒星成为中子星。

黑洞的中心被称为 奇点.黑洞的表面被称为 事件视界.非旋转球形黑洞的半径与其质量成正比。可以使用公式计算。黑洞分为超大质量黑洞、恒星黑洞和微黑洞。如果黑洞的原始物体在坍缩之前正在旋转,那么由此产生的黑洞也将是一个旋转的黑洞。

黑洞的质量和能量密度极高,其内部和周围的引力也极高。因此,事件视界内部的任何东西都无法逃逸到外部。由于巨大的引力,黑洞很难被探测到,因为光甚至无法离开它们。

什么是虫洞

虫洞的概念是科幻小说或科幻小说中非常流行的话题。这个概念是阿尔伯特·爱因斯坦和罗森在研究相对论后提出的。因此,有时虫洞被称为爱因斯坦-罗森桥。通过分析爱因斯坦引力理论中的数学解,理论家们仍然预测了虫洞存在的可能性。

简而言之,虫洞是一个连接时空两点的理论概念。与传统时空中的任何其他路径相比,穿过虫洞的路径非常短。所以,虫洞是时空的捷径。

虫洞有两个嘴巴和一个喉咙(一根管子)。喉咙是连接两个嘴巴的捷径或隧道。理论上,一个虫洞可以连接宇宙中的两个不同点或两个宇宙。根据广义相对论得到的解,虫洞可能存在,虫洞的两个嘴在两个不同的黑洞中张开。总之,恒星坍缩形成的黑洞不能形成虫洞。

如果它们真的存在,那么有几个与它们相关的迷人优势。他们会提供穿越空间的捷径。他们将允许回到过去。简单地说,一些理论家说,虫洞既是捷径又是时间机器。

虫洞有两种主要类型,即 欧几里得虫洞洛伦兹虫洞.不幸的是,没有人在真实的时空中看到过任何虫洞。它们仍然只存在于理论计算和电影中。如果它们真的存在,穿过它们的旅行者将不得不面临两个挑战,虫洞口的大小和它的寿命。虫洞的大小或直径可能约为 10-33 米,虫洞的寿命可能很短。因此,如果它们存在,作为穿越空间的捷径,时间旅行者没有实际优势。

然而,一些研究表明,外来物质可以让虫洞在更长的时间内保持不变和静止。奇异物质不是普通物质、反物质或暗物质。奇异物质的能量密度为负。但是,在寻找足够数量的奇异物质时出现了一个实际问题。一些物理学家说,量子场论中可能有解决方案。

迄今为止,没有人在现实空间中观察到任何虫洞,而许多理论研究正在进行中。

Schwarzschild 虫洞的“嵌入图”

黑洞和虫洞的区别

尺寸:

黑洞: 一个黑洞的范围可以从几公里到数百个天文单位。

虫洞: 一个典型的虫洞口的直径可能约为 10-33米。

证据/存在:

黑洞: 科学家们已经观察到许多强有力的证据,证实了黑洞的存在。 2016 年 2 月 11 日宣布首次直接探测到黑洞。这是首次同时探测到引力波和黑洞。

虫洞: 不幸的是,迄今为止还没有观察到有力的证据。

理论/概念:

黑洞: 在狭义相对论、天体物理学、宇宙学中发现了黑洞。

虫洞: 在狭义相对论、量子物理学、天体物理学、粒子物理学、宇宙学中都发现了虫洞。

重要性:

黑洞: 黑洞被认为在宇宙演化中扮演着重要角色。他们控制着许多天文物体。

虫洞: 如果虫洞存在,它们可以作为捷径,在短时间内旅行甚至数百万光年。此外,它们将允许反向时间旅行。无论如何,需要大量的外来物质来保持它们的静止和不变。另一个问题是,任何进入普通物质都会使它们变得不稳定。

要求:

黑洞: 黑洞需要极高的质量和能量密度。

虫洞: 需要负能量来保持它们的静止和不变。

其他属性:

黑洞: 黑洞产生的极强引力场扭曲了它周围的时空。由于极端的重力,没有什么可以逃脱它们。

虫洞: 它们的尺寸非常小,而且非常不稳定。

图片提供:

Kes47(?)的“虫洞” – 文件:LorentzianWormhole.jpg,(CC BY-SA 3.0)通过Commons Wikimedia

黑洞和虫洞的区别