螞蟻科學：黑洞和蟲洞

愛因斯坦說，時空在它所包含的物體周圍產生彎曲和拉伸，不管它是質量還是能量。

所以，當能量無窮大，質量無窮大時，時空會被扭曲得足夠厲害，形成「奇點」。

英國物理學家史蒂芬·霍金在一系列定理中證明：在一個廣義相對論統治的大尺度宇宙中，這種時空的崩塌必然發生。他們顯示了愛因斯坦相對論的謙遜，因為它預言了自己的局限之處。

現在我們回想黑洞，太多質量積聚在極小體積里，而巨大的恆星死亡就可能引起這種現象。

在這裡，有一個理論可以統治極大和極小。

它包含了時空引力的量子方面。

現在為了研究黑洞，我們需要把你扔進黑洞了。

你的背後一顆恆星也在進入這個黑洞，在你身體下面，你會發現幾幅這個恆星的圖畫，因為時空的扭曲已經讓光線通過不同路徑到達你的眼睛。

現在我讓你進去，不過我也想告訴你，宇宙中沒有任何東西能夠逃脫黑洞引力陷阱，包括光。

在你距離黑洞足夠近時，你或許能看到整個宇宙的反光，也就是投影。

在這裡，因為時空的扭曲，你的時間比其他所有地方都慢，你看到了整個宇宙的未來。

現在，你進去了，你已經被完全撕開，成為一條曾經是你身體的粒子的長長纖維。

然後，你發現這些粒子不見了。

量子躍遷。

它們，溜了！

如今，我們有3種原因解釋這一現象。

一、粒子從它們的場中借到了能量，可以讓它們在短時間內比光還快，逃出黑洞，這是量子進程。

二、你可以說所有掉入的粒子其實也沒有掉入，在他們所有的路徑中，也可以選擇沒有掉入，你可以理解為它們以波的形式傳輸的。

三、因為黑洞內和黑洞外，真空不同，產生了我們提到過的卡西米爾效應，讓黑洞變小蒸發了。

這些理由都正確，同時，都說明一點：黑洞在蒸發，因為粒

子們漏出來了。黑洞給了它們新生。

量子場也因此給自己補充了能量，增添了成員。

黑洞逐漸地蒸發，它們越來越小，粒子飛出的速度越來越快，溫度也就越來越高。

霍金髮現了黑洞的蒸發，量子效應讓黑洞蒸發，這就如同我們的宇宙最初釋放了巨大的能量一樣。

霍金也發現，黑洞能剝奪物質的所有信息，除了質量。

霍金輻射（指物質逃逸黑洞的情況）與進入的物質無關，只與其質量有關，所以，宇宙的記憶無法被儲存，它們被這個黑洞吞噬了。科學家們仍然想描述我們的宇宙過去不該被放棄，於是有了專門的學術：黑洞信息悖論。

但這非常困難，因為探測黑洞蒸發實在太困難了。

當黑洞吞噬了一切，開始釋放時，它實際上已經足夠「冷」了，它的輻射溫度，也就是霍金溫度，應該比絕對零度高千分之一度。而我們知道，大爆炸的餘熱比他們高2.7度，所以，現在的黑洞，甚至還在餘熱中吸收能量。

不過，黑洞越小，熱量越大，要想找到我們可探測的黑洞，就必須又回到那個可惡的普朗克尺度了。

質量單位是21微克，被稱為普朗克質量。

長度是一米的一萬億億億億分之一，稱為普朗克長度。

時間是1秒的一百億億億億億分之一，稱為普朗克時間。

這就說如此質量的如此長度的黑洞存在如此時間，這個黑洞的熱量能被人觀察。

這就實在太困難了。

但沒有人懷疑霍金輻射的存在性，在這個下面，還藏著一個含有時間與空間本身的量子現實。

我們再來看看蟲洞和白洞。（均為愛因斯坦廣義相對論所預言）

蟲洞：宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的隧道。

白洞：廣義相對論預言的與黑洞相反的天體，它是宇宙的噴射源，可以向外部提供物質和能量，是一個只發射不吸收的天體。（它並不是質量無窮小，體積無窮大的天體，實際上，它的引力效應也很大）

至於他們的形狀，幾個簡單的示意圖如下所示。

蟲洞的二維描述

黑洞的二維模型和霍金輻射

但這只是為了讓你理解的圖像，因為我們身處四維世界，所以這種圖像並不是我們真實的。

引力造成的坍縮發生在物體的各個方向，不僅只是造成了向下的斜坡，但其實，也在其他方向造成了不可見的斜坡。

如果是二維平面的蟲洞，就是摺疊平面后，在重疊的平面上穿一個洞，這個洞是圓形的平面，但在三維空間，由於多了一個維度，所以它們就變成了圓形的立方體。所以，實際上，我們所看到的它們的形狀是這樣的。（上為黑洞，下為蟲洞）

黑洞的真實模擬圖

球狀蟲洞

現在，有一個主意出現了，白洞是噴射源，甚至有人說，宇宙大爆炸就是白洞造成的，那麼，蟲洞是否可以連接白洞和黑洞呢？

三種天體或許存在的關係

那麼再換算成三維空間，在每一個方向都能實現這樣的連接。對此，我無法想象其畫面，目前科學界也沒有人繪製出了相應的模擬圖，簡單的說，我們三維生物本身的缺點，無法形成四維的空間圖像。

其實，白洞還未被探測到，它也只是停留在理論上，但如果我們能找到其中的關係，也許就能幫助我們找到我們的過去和未來。在蟲洞的研究上也是一樣，目前我們還沒有形成完全科學的理論，但蟲洞確實提供了時間旅行的可能性，它由暗能量支配，因為這種蟲洞造成的引力坍縮會在通道處撕裂，只能存在極少時間，甚至光都無法通過。所以，與引力相斥的暗能量就可以實現其穩定的狀態，以至於讓宇宙飛船通過。

目前科學家還沒有發現蟲洞存在的證據，但他們預測宇宙中的蟲洞數量能媲美黑洞的數量，並且我個人認為，是蟲洞實現了量子躍遷的可能性，這或許能表明我們身邊存在大量的微小蟲洞，並且這些蟲洞確保了時間正向進行的可能性。