12黑洞通道
在愛因斯坦的廣義相對論中預(yù)言到了兩種天體，一個是人們早已熟知的黑洞，另一個則是人們比較陌生的白洞。20世紀(jì)60年代以來，由于空間探測技術(shù)在天文觀測中的廣泛應(yīng)用，人們陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多黑洞性質(zhì)的天體。如天鵝座X--1星和御夫座e星的伴星就是兩個典型的例子。眾所周知，黑洞是一種極為奇特的天體，它能夠把包括光線在內(nèi)的一切物質(zhì)都吸入自己的體內(nèi)，所以黑洞在宇宙中是不會發(fā)光的，但是即使如此，天文學(xué)家們卻依靠射電紅外望遠(yuǎn)鏡觀測到了它們，并大膽的假設(shè)黑洞是恒星衰亡后留下的殘骸。
中文名
黑洞通道
提出者
愛因斯坦
分 類
暗能量黑洞、物理黑洞
特 性
反作用
依 據(jù)
廣義相對論
目錄
1
引文2
相關(guān)新聞3
拓展4
黑洞分類按組成劃分物理性質(zhì)劃分5
特點引文
世上的萬物都是具有雙重性的，有黑洞就有白洞。依據(jù)廣義相對論的預(yù)言，白洞的一切性質(zhì)都是與黑洞相反的，黑洞是“吸”，白洞是“吐”，因此，對于觀測白洞來說比觀測黑洞要容易得多。經(jīng)過
白洞前的光線及一切物質(zhì)都會被白洞的強大排斥力噴射出去，使其改變原有的運動方向，向著白洞的對面運行。所以我們可以認(rèn)為白洞是一種發(fā)光的物體，并且是一種發(fā)光力極強的物體。我認(rèn)為，現(xiàn)在困擾天文學(xué)家的類星體就是白洞，因為類星體是一種與其他任何天體都不相聯(lián)系的新天體，在已知的天體射電源中約有25%是類星體，它們有許多地方使人震驚。一般的類星體比整個星系小得多，有的甚至只有星系直徑的十萬分之－，可是又比星系亮得多。在一般類星體的周圍都會有物質(zhì)噴射的現(xiàn)象，并且它們的射電源的一部分與一個光學(xué)噴射體相重合，而射電源的尺度比較小，能量卻極為巨大。在對類星體的光學(xué)研究之后得出了一個驚人的信息，它們的光譜有巨大的紅移，有的甚至達(dá)到了0．367之巨。鑒于以上幾點。這個在光學(xué)上像恒星，亮度驚人且變化迅速并有著巨大的紅移和發(fā)射線，但體積卻很小的類星體就成了一個謎。然而我卻認(rèn)為運用白洞的知識來解釋類星體能夠更好一些。我們可以假想一幅圖畫：如果自己就站在白洞前面，根據(jù)廣義相對論的定理，你會看到一束從遠(yuǎn)處射來的光線被白洞遠(yuǎn)遠(yuǎn)的噴射出去，噴射的光線多了，自然白洞也就越來越亮，在宇宙中傳播的距離也就越來越遠(yuǎn)，因為射電也是一種物質(zhì)，所以白洞也就可以像噴射光線一樣來噴射射電了。白洞的體積有大有小，但大體上與恒星相同，這是它與黑洞僅有的幾個相同點之一。如果不在特殊情況下，深處星系以及有光源的天體內(nèi)部的白洞才能被很好的觀測到，這些跡象表明，白洞很可能是類星體。愛因斯坦在廣義相對論中闡明了黑洞和白洞都是能量極大的天體，這與類星體的性質(zhì)也是不謀而合的。幾乎所有的類星體的光譜都有巨大的紅移，這是人們發(fā)現(xiàn)它的最大特點之一。
根據(jù)哈勃定理推算，最遠(yuǎn)的類星體達(dá)到200億光年！也就是說，如果類星體是白洞的話，很有可能白洞就處在宇宙的邊緣。
白洞“只出不進(jìn)”，那么它的物質(zhì)不會枯竭嗎？如果不枯竭，那么這些物質(zhì)從何而來呢？有人提出一種設(shè)想，白洞與黑洞是相通的，它們之間有一條通道，叫做“蛀洞”。正是這條通道，把黑洞吸積的物質(zhì)，運到白洞噴發(fā)出去。美國天文學(xué)家認(rèn)為，蛀洞這一通道可能使我們與其他的宇宙相連。
白洞學(xué)說在天文學(xué)上主要用來解釋一些高能現(xiàn)象。白洞是否存在，尚無觀測證據(jù)。有人認(rèn)為，白洞并不存在。因為，白洞外部的時空性質(zhì)與黑洞一樣，白洞可以把它周圍的物質(zhì)吸積到邊界上形成物質(zhì)層。只要有足夠多的物質(zhì)，引力坍縮就會發(fā)生，導(dǎo)致形成黑洞。另外，按照目前的理論，大質(zhì)量恒星演化到晚期可能經(jīng)坍縮而形成黑洞；但并不知道有什么過程會導(dǎo)致形成白洞。如果白洞存在，則可能是宇宙大爆炸時殘留下來的。
而且還有的科學(xué)家認(rèn)為，有可能黑洞是一個通向其他宇宙的通道。其中黑洞是入口，白洞是出口。
以現(xiàn)在人類的發(fā)展水平來看，我們并不能測量出宇宙到底有多大。有可能我們?nèi)祟惉F(xiàn)在所處于的宇宙只不過是一個子宇宙，與我們這個宇宙并存的還有其他子宇宙和母宇宙。而我們這個子宇宙與其他宇宙的入口就有可能是黑洞。
相關(guān)新聞
據(jù)國外媒體報道，美國
印第安納大學(xué)的物理學(xué)家提出新理論，認(rèn)為黑洞吸收的物質(zhì)沒有被破壞，而是被驅(qū)逐出去，形成另一世界中的星系、恒星和行星，黑洞則充當(dāng)了宇宙間的通道。該理論可以很好的解釋大爆炸之謎，以及伽馬射線爆發(fā)等現(xiàn)代宇宙學(xué)的秘密。
美國印第安納大學(xué)的物理學(xué)家波普瓦夫斯基（Poplawski）最近在《物理快報B輯》上發(fā)表了一篇文章，文中提出了一種新的數(shù)學(xué)模型，用來描述落入黑洞中物體的螺旋運動。根據(jù)新的數(shù)學(xué)模型，黑洞吸收的物質(zhì)實際上是被驅(qū)逐出去，形成另一世界中的星系、恒星和行星，黑洞充當(dāng)了宇宙間的通道。
波普瓦夫斯基稱，黑洞是蟲洞的觀點可以解釋現(xiàn)代宇宙學(xué)中的某些秘密。比如，黑洞是蟲洞的觀點可以解釋大爆炸之謎。大爆炸理論認(rèn)為，宇宙由一個奇點發(fā)生大爆炸產(chǎn)生，這個奇點質(zhì)量無窮大，體積無窮小，時空都包含在里面。但是，這一理論無法解釋奇點是如何形成的。波普瓦夫斯基稱，如果假設(shè)我們的宇宙最初是由白洞形成的，那么就很好解釋大爆炸奇點問題?？茖W(xué)家們猜想：白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界，但與黑洞不同的是，白洞內(nèi)部的物質(zhì)和各種輻射只能經(jīng)邊界向邊界外部運動，而白洞外部的物質(zhì)和輻射卻不能進(jìn)入其內(nèi)部。
黑洞是蟲洞的觀點還可以解釋伽馬射線爆發(fā)。發(fā)生在宇宙邊緣的伽馬射線爆發(fā)，常常和遙遠(yuǎn)星系的超新星以及恒星爆發(fā)聯(lián)系在一起，但是它們爆發(fā)的真正原因一直是個謎。波普瓦夫斯基提出，伽馬射線爆發(fā)可能是其它宇宙中排出的物質(zhì)，這些物質(zhì)通過其星系中心的超大質(zhì)量黑洞進(jìn)入我們所在的宇宙。
波普瓦夫斯基認(rèn)為，蟲洞制造出“奇異的物質(zhì)”，觸發(fā)了宇宙的膨脹效應(yīng)。哈勃在1929年在論文中論證了距離我們越遠(yuǎn)的河外星云，沿著觀測者視線方向遠(yuǎn)離我們而去的運動速度就越大，而且速度同距離兩者之間存在著很好的正比關(guān)系。這就是舉世聞名的“哈勃定律”。1930年，英國天文學(xué)家愛丁頓把河外星云普遍遠(yuǎn)離我們而去的現(xiàn)象解釋為宇宙的膨脹效應(yīng)。
但是，天文學(xué)家一直在努力尋找引起膨脹的原因。波普瓦夫斯基稱，宇宙的膨脹效應(yīng)是由“奇異物質(zhì)”觸發(fā)的。這種奇異物質(zhì)和普通物質(zhì)是不一樣的，因為它們在重力作用下被排斥而不會被吸引。波普瓦夫斯基認(rèn)為，這些奇異物質(zhì)可能是在一些超大質(zhì)量恒星崩塌，并形成蟲洞時產(chǎn)生的。
拓展
黑洞反作用
據(jù)國外媒體報道，天文學(xué)家通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡以及和超大陣列（VLA）無線電波望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)距離地球5千萬光年的NGC 1068星系超大質(zhì)量黑洞不斷向太空噴射炙熱的氣體?？茖W(xué)家認(rèn)為，位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞通過稱為“黑洞反作用”的機制，影響星系的演變過程。
從上面的合成圖像中，可以看到高速運動的炙熱云產(chǎn)生的明亮X射線，如同滾滾火焰。它很大程度上表明了NGC 1068星系中心黑洞不斷向太空噴射炙熱的氣體的情況。
NGC 1068星系中心的黑洞非常龐大，是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的2倍。NGC 1068超大質(zhì)量黑洞異?；钴S，可以說是我們已知的最活躍的黑洞之一。它不斷吞噬大量的NGC 1068星系質(zhì)量，然后以時速100萬英里往外噴射炙熱氣體。NGC 1068星系中心龐大的黑洞是星系的破壞者，它將NGC 1068星系中心撕扯成碎片。
科學(xué)家認(rèn)為，這個龐大的黑洞通過一個稱為“黑洞反作用”的機制，影響NGC 1068星系的演變。被撕裂的星系質(zhì)量中，有一部分并沒有落入黑洞的“口”中，而是在爆炸后，高速遠(yuǎn)離黑洞。天文學(xué)家通過錢德拉和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡以及甚大陣列（VLA）的無線電波望遠(yuǎn)鏡看到，大量超熱質(zhì)量被棄置到距離黑洞3000光年遠(yuǎn)的地方。這看起來就好像是一個超高速的傳輸帶，即星系質(zhì)量不斷被牽引到黑洞的吸積盤，遭到撕裂破壞后，反過來向星系發(fā)射炙熱的氣體。
黑洞分類
按組成劃分
按組成來劃分，黑洞可以分為兩大類。一是
暗能量黑洞，二是物理黑洞。
暗能量黑洞
暗能量黑洞主要由高速旋轉(zhuǎn)的巨大的暗能量組成，它內(nèi)部沒有巨大的質(zhì)量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)部產(chǎn)生巨大的負(fù)壓足以吞噬物體，從而形成黑洞。暗能量黑洞是
星系形成的基礎(chǔ)，也是
星團、
星系團形成的基礎(chǔ)。
物理黑洞
物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成，具有巨大的質(zhì)量。當(dāng)一個物理黑洞的質(zhì)量等于或大于一個
星系的質(zhì)量時，我們稱之為
奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大，可以有太陽系那般大。奇點黑洞比起暗能量黑洞來說體積非常小，它甚至可以縮小到一個奇點。
物理性質(zhì)劃分
根據(jù)黑洞本身的物理特性質(zhì)量，
角動量，電荷劃分，可以將黑洞分為四類。
不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞
它的
時空結(jié)構(gòu)于1916年由施瓦西求出稱
施瓦西黑洞。
不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞
稱R-N黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1916至1918年由賴斯納（Reissner）和納自敦（Nordstrom）求出。
旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞
稱
克爾黑洞。時空結(jié)構(gòu)由克爾于1963年求出。
一般黑洞
稱克爾-紐曼黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1965年由
紐曼求出。
雙星黑洞
與其他恒星一塊形成雙星的黑洞。
特點
轉(zhuǎn)動且?guī)щ姾傻暮诙?，叫做克?-紐曼黑洞。這種結(jié)構(gòu)的黑洞視界和無限
紅移面會分開，而且視界會分為兩個（外視界r+和內(nèi)視界r-），無限紅移面也會分裂為兩個（rs+和rs-） 。外視界和無限紅移面之間的區(qū)域叫做能層，有能量儲存在那里。越過外無限紅移面的物體仍有可能逃離黑洞，這是因為能層還不是單向膜區(qū)。
r±=M±√(M^2-a^2-Q^2)
rs±=M±√(M^2-a^2cos^2·θ-Q^2)
r±=GM/c^2±√[(GM/c^2)^2-(J/Mc)^2-GQ^2/c^4]
(其中，M、J、Q分別代表黑洞的總質(zhì)量、總角動量和總電荷。a=J/Mc為單位質(zhì)量角動量)
單向膜區(qū)內(nèi)，r為時間，t是空間。穿過外視界進(jìn)入單向膜區(qū)得物體，將只能向前，穿過內(nèi)視界進(jìn)入黑洞內(nèi)部。內(nèi)視界以里的區(qū)域不是單向膜區(qū)，那里有一個“奇環(huán)”，也就是時間終止的地方。物體可以在內(nèi)視界內(nèi)自由運動，由于奇環(huán)產(chǎn)生斥力，物體不會撞上奇環(huán)，不過，奇環(huán)附近有一個極為有趣的時空區(qū)，在那里存在“閉合類時線”，沿這種時空曲線運動的物體可以不斷地回到自己的過去。
