黑洞和蟲洞,都是在廣義相對論支持下合理存在的天體。
但是在自然界中,黑洞是真實(shí)存在的。而蟲洞只能存在于科幻小說中。因?yàn)樵诖笞匀恢?,蟲洞的結(jié)構(gòu),是沒有辦法自己維持穩(wěn)定的。
》它們都有一個(gè)洞字,實(shí)際上是完全不一樣。從外觀和形狀上來說,只有蟲洞是一個(gè)真正的洞。
因?yàn)橹荒軓恼婵吹较x洞的形狀。而黑洞只是從各個(gè)方向看上去都是圓形的,看似一個(gè)洞而已。
黑洞這種天體,是廣義相對論所預(yù)言的。但是,它的正式命名卻是由科學(xué)家慧勒(John wheeler)在1967年提出的。提出這個(gè)名字的時(shí)候,他可能想的有點(diǎn)污,但是后來所有的科學(xué)家都接受了這個(gè)提名,于是黑洞就這么廣泛的流傳了下來。
在距離我們太陽系2.5萬光年的銀河系中心,有一個(gè)主宰著銀河系的大黑洞。根據(jù)天文學(xué)家的觀測,460萬個(gè)太陽質(zhì)量被塞進(jìn)了一個(gè)直徑不大于水星軌道的體積之中。正常的情況下,我們沒有辦法直接觀察到它的存在。天文學(xué)家觀察到它的存在有兩個(gè)證據(jù)。第1個(gè)證據(jù)是恒星在接近這塊區(qū)域的時(shí)候高速轉(zhuǎn)彎,第2個(gè)是有物質(zhì)向那塊區(qū)域中心掉落的時(shí)候,會爆發(fā)出極其明亮的光線。
在2013年的時(shí)候,錢德拉x射線太空望遠(yuǎn)鏡,就探測到一個(gè)來自于銀河系中心的突然耀斑爆發(fā)。一般的情況下,只有在物質(zhì)向黑洞中心掉落的時(shí)候,被高度的擠壓、旋轉(zhuǎn)和摩擦才會爆發(fā)出電磁輻射。
黑洞的存在,已經(jīng)是鐵打的事實(shí)。但是蟲洞,到現(xiàn)在為止還沒有被觀測到。
》在電影《星際穿越》里面,人類飛船在木星附近發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)蟲洞。
穿過這個(gè)蟲洞,到達(dá)的地方是一個(gè)叫做岡圖雅的黑洞。進(jìn)入這個(gè)黑洞以后,來到的是一個(gè)與我們這個(gè)世界完全不同的世界。
蟲洞的概念提出,是基于空間是可以被彎曲的,當(dāng)然空間彎曲也是廣義相對論提出的概念。
所以我們可以把兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的地方,通過彎曲空間的辦法拉近??梢韵胂筱y河系的直徑有20萬光年,如果做一個(gè)蟲洞把兩端連起來的話,相當(dāng)于把20萬光年的空間折疊起來一樣,有可能在兩端之間的距離就會縮短到幾光年。
如果把銀河系想象成平鋪在一張紙上,紙彎曲起來,中間用鉛筆戳了一個(gè)洞。
更加形象的比喻,相當(dāng)于從中國打一個(gè)垂直的洞穿過地心,出去就是地球的對面,應(yīng)該是墨西哥或者是阿根廷。這樣,到墨西哥或者阿根廷的距離就是地球的直徑。而正常情況下,飛機(jī)在地表飛行到阿根廷或者是墨西哥,是一個(gè)隨著地球表面彎曲的弧形。
蟲洞內(nèi)部的空間,是和我們?nèi)S空間相連通的,有兩個(gè)開口。
如果在宇宙空間中有一個(gè)真實(shí)存在的蟲洞,它正對著我們的時(shí)候,我們可以看到它的中心是極其明亮的,因?yàn)樗械墓饩€都會通過那里射出。
蟲洞不管如何穿越,仍然在本宇宙所在的三維空間中,所以從本質(zhì)上我們可以認(rèn)為蟲洞實(shí)際上是一個(gè)聯(lián)通空間的隧道。
》但是,黑洞卻是完全不同的一種特殊的幾何結(jié)構(gòu)。
對于我們的三維空間來說,它是封閉的。但是對于更高階的空間來說,它是開放的。
我們假定在一張平面的白紙上,有一個(gè)二維的黑洞。生活在二次元的生物圍著這個(gè)黑洞轉(zhuǎn)一圈,會發(fā)現(xiàn)它是沒有出口的,是封閉的。但是我們生活在三維中的人,可以看到它的上面是有一個(gè)巨大開口的。
所以在三維世界里面,對于我們是全封閉的黑洞,可能在高維度的生命看起來它是一個(gè)開放的空間。
這給了科幻作品充分的想象力。所以才有了那一部《星際穿越》的作品。
從純粹的電影角度上來講,《星際穿越》是一個(gè)非常枯燥的電影,但是一旦觀眾理解了電影設(shè)定背后的各種科學(xué)理論,《星際穿越》是一部非常值得玩味和多次觀看的電影。
進(jìn)入黑洞就相當(dāng)于進(jìn)入異次元,在那里有可能會實(shí)現(xiàn)在三維世界中無法實(shí)現(xiàn)的神奇事跡。