不能直接看见的星体何时变成“黑洞”了?“黑洞”并非“虫洞”

生肖        2019-09-10   来源:寻史问迹

黑洞与虫洞

在一些描述中,黑洞与虫洞被混淆使用。但是天文学的黑洞并不是虫洞。

黑洞可以简单描述为一种引力大到光都无法逃逸的星体,因此采用光学或者电磁波方法不能直接观测到,只能通过其对周围的引力波影响来推理它的存在。

前几篇连载介绍了天文学黑洞理论的发展,今天与虫洞理论进行对比。

不能直接看见的星体何时变成“黑洞”了?“黑洞”并非“虫洞”

虫洞

参考维基百科的虫洞内容,笔者翻译:

虫洞(或爱因斯坦 - 罗森桥)是连接时空中不同点的推测结构,是基于使用雅可比矩阵和行列式求解的爱因斯坦场方程的特殊解。 虫洞可以被视为具有两端的隧道,每个隧道在时空中的不同点(即,不同的位置不同的时间点)。 更准确地说,它是在Anti-de Sitter空间中时空连续体的超越双射,是卡拉比 - 尤多曲的渐近投影。

虫洞与广义相对论一致,但虫洞是否真正存在仍有待观察

虫洞可以连接:极长的距离,例如十亿光年或更长的距离;也可以连接短距离,例如几米;或不同的宇宙,或不同的时间点。

引用:https://en.wikipedia.org/wiki/Wormhole

虫洞至今还存在于理论物理假说的层面,其是否真正存在尚未被证实。

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虫洞这个词,由于被科幻小说家的大量使用,而被广泛传播。而且是基于各种各样杜撰的方法,例如弄一台时空机器,直接利用虫洞的计算性质。甚至后来这种铺垫都省略了,直接形成了一种穿越的小说题材。关公战秦琼不再是相声,而是一种“正经”的小说题材了。

如果虫洞是可以利用的物理现实,那么,以光年计的星际旅行、时空穿越、时间倒流等等都将成为现实。这也是理论物理学家对其感兴趣的原因之一。

只可惜,至今并不能解决时间悖论、祖父悖论等等理论悖论问题。那么就基于这种理论的未证实,搞出进一步的未证实的理论物理假说,来弥补这个理论的问题。例如宏观层面的平行宇宙论(这与量子微观层面的平行空间还不同,但这两个通常也被错误的混淆使用)等等。

黑洞,在这种理论产生后的几十年,通过其产生的引力场效应,其事件视界之外的影响现在已经被观察到。也就是虽然我们依然还无法直接验证黑洞事件视界之内的情况,但是至少间接证明了黑洞是存在的。

而虫洞没有这么好的运气,至今没有现实的物理证据。也就是物理学家暂时并不能为虫洞的存在提供切实的证据。

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但是,物理学家太喜欢这个计算结果了。因为一旦虫洞证实存在或被可利用,那么人类文明将进入实质性的宇宙文明级别,与神共舞了。

N年以后,地球也就无需去流浪了,山不转水转。我们可以回到过去,地球正适合人类的年代;也可以直接穿越星际空间,找到一个另一个宜居的新太阳系;再或者怀念故土,那么就搬来一个太阳,将要报废的太阳重新组装,改造太阳系。。。。。。

如果虫洞可被简单利用,就是这种结果,神一样的理论。

现在的理论倾向是虫洞需要巨大的能量,才能维持虫洞的开启。这个能量级别是可以把飞船加速到接近光速的这种级别的能量。笨法考虑,不相当于还是要克服各种级别的引力场吗?而这个巨大的能量,被科幻小说家轻描淡写的一笔带过了,似乎成了随便弄一台破发电机就可以搞定的能量级别。

而极端的物理学家们也正在研究,科幻小说家这个能量提供方案的提议是否有可行性。万一有呢?这就是这个理论物理假说的魔力。

虫洞,这事先放下,先等物理学家们证实它的存在,再考虑利用的问题。我们还是继续聊黑洞。

黑洞哪有洞啊?为何叫黑洞?

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黑洞这一词的由来

起初,黑洞并不叫黑洞,而叫“黑星”或者“暗星”(“dark star"),这个名字至少不会造成黑洞是个洞的误解。而虫洞,至少理论感官上是一个洞,一个没有通常长度概念、没有通常时间概念的一个洞。

那么现在使用的黑洞(black hole)这个词是怎么来的?

笔者译文:

词源

约翰米歇尔使用的是“暗星”(dark star)这个词,[48]并且在20世纪初,物理学家使用“引力坍缩星体”(gravitationally collapsed object)这个术语。 科普作家玛西娅巴托西亚克(Marcia Bartusiak)将“黑洞”一词追溯到物理学家罗伯特·迪克(Robert H. Dicke),据报道,他在20世纪60年代早期将这种理论与”加尔各答的黑洞“进行了比较。这是一个臭名昭著的监狱,人活着进入但从未活着出来。[49]

1963年,“生命”杂志和“科学新闻”杂志[49]使用了黑洞这个词。1964年1月18日,科学记者安·尤因在她的“太空中的黑洞”一文中使用了“黑洞”一词,这是一份在美国俄亥俄州克利夫兰举行的美国科学促进会的会议报告。 [50] [51]

1967年12月,据说一名学生在John Wheeler的讲座中提出了使用“黑洞”这一词的建议; [50] Wheeler基于这个词的简洁和“易于传播的价值”采用了该术语,基于惠勒的名望,至此这个短语迅速流行起来。[53]

引用:https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#History

(注:加尔各答黑洞是座用来监禁英国俘虏的场所,据说只是一间环境极为恶劣普通小土牢。)

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也就是黑洞这个词,曾经是对这个理论的贬义的嘲讽产生的词,但是后来,由于惠勒的声望以及他的使用,变成了正常使用的术语。而随着这个词的流行,暗星的本意被淡化了,一个看不见的星体变成了一个”诡异“的洞,一个连续时空中看不见的一个”窟窿“。这很直观形象,但是也很容易误导非物理专业的人士。

基于黑洞”有毛“、”无毛“(是否对外辐射)的讨论,霍金提出了霍金辐射的理论假说。由于这个能量太小,至今尚未直接观测到。也就是这个理论假说也在待验证中。

至此,黑洞(black hole)又多了一个名字,变成了灰洞(grey hole)。如果存在霍金辐射,那么黑洞就不够黑,不是纯粹的黑体,也就是灰洞了。这名字起的似乎很有道理。但是洞被沿用,关于洞的语意误导会依然继续。

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