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關於宇宙空間中的四大奇洞之謎,你知道多少

目前除了宇宙中黑洞以外,科學家們還發現了宇宙中的白洞,空洞以及蟲洞,統稱之為「四大奇洞」

關於宇宙空間中的四大奇洞之謎,你知道多少

黑洞之謎

黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大於光速。

1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,如果將大量物質集中於空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個界面——「視界」一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫。這種「不可思議的天體」被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為「黑洞」。

黑洞無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量,並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的「邊緣訊息」,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。

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白洞之謎

白洞是一個強引力源,其外部引力性質均與黑洞相同,白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。白洞理論主要可用來解釋一些高能天體現象。

白洞是宇宙中的噴射源,可以向外部區域提供物質和能量,但不能吸收外部區域的任何物質和輻射,所以白洞是一個只發射、不吸收的特殊宇宙天體,與黑洞正好相反。

廣義相對論所預言的一種性質正好與黑洞相反的特殊天體。白洞目前還僅是一種理論模型,但尚未被觀測所證實。按照白洞理論,白洞和黑洞相似,也有一個封閉的邊界。聚集在白洞內的物質,只可以經邊界向外運動,而不能反向運動。因此這種天體外面的物質不能進入。

根據白洞理論,有人認為類星體的核心可能是一個白洞。當白洞內超密態物質向外噴射時,就會同它周圍的物質發生猛烈的碰撞,從而釋放出巨大能量。由此推斷,有些X射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象,可能會與白洞的這種效應有關。白洞的力是排斥力與黑洞的吸引力相反的力。

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空洞之謎

空洞是科學家在宇宙中發現,直徑達10億光年。在這個空洞中,沒有恆星,沒有行星,沒有星雲及星際氣體,甚至連暗物質都很難探測到,更奇怪的是,這個區域的宇宙微波背景輻射溫度也低。通常情況下,宇宙的背景微波通過宇宙空間時,會獲得一定的能量,溫度會有所升高。

奧斯提里卡的研究小組通過計算機模擬了宇宙的結構,結果顯示在宇宙中物質總密度非常低的地方光會突然寂滅。研究人員計算後認為,一個地方的物質密度若低於某個水平,在那裡就很難形成恆星,因而也就不會發光,但由此形成的黑暗區域不應簡單地被視為空虛無物。研究人員認為,這些空蕩的地方也許是「低密度宇宙」所在,它們佔據了宇宙空間的85%,其中的物質成分僅是宇宙物質總量的20%,這就是空洞。

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蟲洞之謎

時空洞(sofa)又稱愛因斯坦-羅森橋,也譯作蛀孔。是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出的概念,1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的,認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。

由阿爾伯特·愛因斯坦提出該理論。簡單地說,「蟲洞」就是連接宇宙遙遠區域間的時空細管。暗物質維持著蟲洞出口的開啟。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來,並提供時間旅行的可能性。蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道,所以也叫"灰道"。

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理論上,蟲洞是連結兩個遙遠時空的空間隧道,就像是大海裡面的漩渦,是無處不在但轉瞬即逝的。這些時空漩渦是由星體旋轉和引力作用共同造成的。就像漩渦能夠讓局部水面跟水底離得更近一樣,能夠讓兩個相對距離很遠的局部空間瞬間離得很近。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開,也有人假設如果存在一種叫做幻影物質(Phantom matter)的奇異物質的話,因為其同時具有正能量和負質量,因此能創造排斥效應以防止蟲洞關閉。

迄今為止,科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據。為了與其他種類的蟲洞進行區分,一般通俗所稱「蟲洞」應被稱為「時空洞」。

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