关于白洞是怎样形成的，目前科学家们持有两种不同的见解。为此，白洞又有“延迟核”之称。除了延迟核理论之外，另一种观点认为，白洞可直接由黑洞转变过来，白洞中的超高密度物质是由引力坍缩形成黑洞时获得的。由于白洞概念提出之后，用它可以解释一些高能天体物理现象，所以引起了不少天文学家对白洞的兴趣，继而他们也对白洞问题作了一些探讨和研究。等等，有关白洞的这一系列问题，还都是等待人们去揭开的宇宙之谜。......
2023-08-14
黑洞、白洞和虫洞：科学发现时空隧道的可能性
【摘要】：还是根据相对论，科学家们发现，两个黑洞，或者一个黑洞一个白洞，虽然相距很远很远，但是理论上，有可能通过弯曲时空而连接在一起，形成时空隧道，这个时空隧道叫虫洞，就像下图这样。宇宙中到底有没有黑洞、白洞和虫洞呢？令人遗憾的是，迄今为止，我们也没有寻找到任何有关白洞和虫洞存在的证据。当你们长大以后，我希望你们能投身到寻找白洞和虫洞的伟大科学探索中去。
现在，我们比牛顿时代更加接近宇宙的真相。所有的天体都像一个个球压在了时空之网上，这些球的质量越大，体积越小，在这张网上就下陷得越深，也就会越来越像一个个空间中的“洞”。
像地球这样的天体，只能压出一个小小的凹陷，随着天体质量的加大，造成的下陷也会越来越深
当这个洞达到最深的时候，就连光也只能在洞中的时空里打转转，再也飞不出来了，更不要说其他物质了。科学家们就把这样的洞称为“黑洞”，它是我们这个宇宙中最奇怪的一种天体。我们永远也无法看到黑洞里面的样子，因为在那里面，时间和空间已经打成了一个结，也可以说，时间和空间都不复存在了。黑洞就像宇宙中的一个吸尘器，不断地吞噬着一切靠近它的物质，而且吞进去了就不会再吐出来。其实，任何天体如果压缩到足够小，都能成为一个黑洞。比如，我们如果能把地球压缩到只有一颗巧克力豆那么大，那地球就会成为一个黑洞。
电影《星际穿越》中的黑洞，是计算机模拟出来的
但是，刚才那只是一个不太正确的比喻。实际上，黑洞比你想象的还要怪异。所谓黑洞的大小，只是黑洞的中心到边界的大小。在这个黑乎乎的区域中，其实是空无一物的。那你可能要感到很奇怪了，物质都跑到哪里去了呢？其实啊，我刚才说把地球压缩到一个巧克力豆那么大，真实的情况是，一旦地球被压缩到巧克力豆那么大时，就没有任何力量能够阻止地球继续收缩了，它会只留下一个黑洞洞的外壳。那么，地球上的物质到底跑到哪里去了呢？我们只知道它们会一直一直收缩下去，永远停不下来。这些物质最后会收缩成一个非常非常奇怪的点，我们就把这个点叫“奇点”。
黑洞非常厉害，能吞噬一切东西
地球上的物质到底跑到哪里去了呢？
正因为这样，当黑洞理论刚刚被提出来的时候，几乎没有人相信宇宙中真的会有这样奇怪的天体。后来，随着相对论被一个又一个的实验所证实，科学家们才相信，宇宙中出现这种奇怪天体是不可避免的。2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世。它的核心区域是一个阴影，周围环绕着一个新月状光环。
科学精神有一条非常重要的原则，那就是“非同寻常的主张，需要非同寻常的证据”。黑洞显然是一个非同寻常的主张，那就必须要有非同寻常的证据。要最终证明黑洞的存在，必须要找到天文观测的证据。
白洞经常吐东西，科学家则在忙着研究白洞吐出来的东西
就在天文学家们努力寻找黑洞的同时，又有科学家发现，根据相对论，还可以推测出一种与黑洞性质完全相反的天体，这种天体不是不停地吞东西，而是刚好相反——不断地吐出东西，于是，这种更奇怪的天体就被叫作“白洞”。这下热闹了，黑洞还没找到呢，又冒出一个白洞来。唉，那些搞观测的天文学家们可有的忙了。
事情还没完呢，那些搞理论的科学家们嫌事情还不够大，又提出了一种更奇怪的“洞”，这可让天文学家们头更大了。这是什么洞呢？还是根据相对论，科学家们发现，两个黑洞，或者一个黑洞一个白洞，虽然相距很远很远，但是理论上，有可能通过弯曲时空而连接在一起，形成时空隧道，这个时空隧道叫虫洞，就像下图这样。(www.chuimin.cn)
虫洞模拟图
黑洞会极大地扭曲时空。光经过黑洞的附近，就会被扭曲，像哈哈镜一样
这个时空隧道恐怕是人类目前已知的宇宙中最奇怪的东西了，这恐怕也是最疯狂的科学猜想。如果虫洞真的存在，那么就有可能让宇宙飞船从银河系的这头突然出现在银河系的那一头，原本要花几亿年才能飞过的距离，一瞬间就跨过了。
你知道科学猜想和胡思乱想有什么区别吗？科学猜想都有明确的推导过程，而不是随便一拍脑袋就凭空冒出来的想法，更重要的是，科学猜想是可以通过观察或者实验来验证的。
宇宙中到底有没有黑洞、白洞和虫洞呢？
光有理论那是不够的，必须要找到证据。在黑洞的猜想被提出之后，天文学家们就开始忙活了。因为黑洞本身不发光，所以是无法被直接看到的。但科学家们可以寻找很多间接证据，比如说，黑洞会极大地扭曲时空，于是，当光经过黑洞的附近，就会被扭曲，像哈哈镜一样。几十年以来，科学家们不断地发现各种证据，到2015年探测到了黑洞相撞产生的引力波后，人类已经可以自豪地宣布：黑洞的存在已经是铁证如山了。
著名物理学家霍金，他最大的科学成就是指出黑洞也不是永恒存在的，而是会像一滴水一样，慢慢地蒸发掉，这种现象被称为“霍金辐射”。但是，证据还没找到，等待着你去发现。
令人遗憾的是，迄今为止，我们也没有寻找到任何有关白洞和虫洞存在的证据。当你们长大以后，我希望你们能投身到寻找白洞和虫洞的伟大科学探索中去。
史蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942—2018），著名物理学家、宇宙学家、数学家。霍金是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一，他的代表作品有《时间简史》《果壳中的宇宙》《大设计》等
思考题
请你思考一下，如果你回到古代，你提出了一个“大地不是平的而是一个球状体”的假设，你能不能由这个假设进一步想到什么可以被验证的猜想呢？希望你能与父母一起讨论一下，在生活中，我们可以找到什么样的方法来检验大地是球形的猜想。
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