黑洞、白洞、蟲洞都是宇宙中的特殊極端存在，它們的共同點為：都是引力導致的極端結果，遵從愛因斯坦引力場方程（簡稱場方程），公式表述如下：

這個公式的推導過程很復雜，這里就不展開說了。雖然這三個“洞”都是由于引力場導致的，但性質卻完全不一樣。它們到底是什么，躲在哪里，分別了解這幾個“洞”后就知道了。

黑洞簡單地說，黑洞就是物質壓縮到極限產生的一種奇異現(xiàn)象。理論上任何物質都有可能壓縮到極限，從一個原子，到一個星球，只要壓力足夠大，都有可能成為一個黑洞。這個壓力要多大呢？沒有一個具體數(shù)值，但物質被壓縮的極限是有公式計算的。

這個公式就是史瓦西半徑公式，表述為：R=2GM/C^2。這里的R表示史瓦西半徑，G為引力常量，M為物體質量，C為光速。這個公式是1916年天體物理學家卡爾·史瓦西，根據(jù)愛因斯坦剛發(fā)表不久的廣義相對論中引力場方程推導出來的。

這個公式的意義就是，任何物質只要被壓縮到自身質量的史瓦西半徑以內，就會發(fā)生奇異變化：所有物質會無法避免地墜落到核心的奇點上，并以史瓦西半徑為界形成一個球狀空間，這個空間具有無限曲率，任何物質一旦進入這個空間就再也無法逃逸，只能墜落到中心的奇點上，連光也不例外。

這個史瓦西半徑有多大呢？根據(jù)公式計算，一個氫原子質量約為1.674*10^-27kg（千克），其史瓦西半徑就是約2.48*10^-54m（米）；地球的質量約為6*10^24kg，史瓦西半徑約為8.9mm（毫米）；太陽的質量約為2*10^30kg，史瓦西半徑就約為2964m。

科學家們認為，在大型強子對撞機中，通過接近光速的粒子對撞，巨大的壓強有可能制造出原子級別的微型黑洞。這種想法還只是存在理論上，這種微小的黑洞目前尚未能捕捉到。理論上，宇宙大爆炸時期會留下許多微型黑洞，根據(jù)霍金輻射理論，原子級黑洞會瞬時蒸發(fā)，因此至今還沒有發(fā)現(xiàn)這種微型黑洞。

宇宙中，已發(fā)現(xiàn)最小的黑洞在太陽質量3倍以上。這些黑洞都是大質量恒星在死亡時，內部發(fā)生熱核失控，引發(fā)超新星大爆炸后，極端的壓力將核心部分物質壓縮到自身質量的史瓦西半徑中，從而成為一顆黑洞的。

一般認為大于太陽質量30~40倍的恒星，死亡時會直接留下一顆黑洞。宇宙黑洞的形成原因，還有大質量天體的碰撞、吸積，超過質量臨界點而坍縮形成。比如中子星通過吸積，質量超過奧本海默極限，就會被壓縮成一顆黑洞。

理論上因為黑洞質量都在核心的奇點上，而那個奇點無限小，這樣黑洞就被理解為體積無限小，密度無限大，曲率無限大，熱量無限高。這4個無限的前提是體積無限小，才導致后面三個無限的出現(xiàn)。

黑洞曲率無限大，是指史瓦西半徑內，其臨界處又稱為黑洞事件視界。所謂曲率就是質量導致周邊時空的扭曲，表現(xiàn)為引力。在距離遙遠的地方，其引力依然遵循萬有引力定律，是與質量成正比與距離平方成反比的，與任何天體的引力是一樣的。

由于黑洞史瓦西半徑內引力無限大，任何靠近黑洞的物質都會被“吃掉”，有去無回，因此黑洞就會變得越來越大?，F(xiàn)在宇宙中發(fā)現(xiàn)最大的黑洞，名為SDSS J073739.96+384413.2，質量是太陽的1040億倍。

這就是黑洞的前世今生。

中子星變黑洞的過程中子星是目前宇宙中發(fā)現(xiàn)密度僅次于黑洞的天體，是中大質量恒星，也就是約8~30倍太陽質量的恒星，在演化后期發(fā)生超新星大爆炸后，核心部分留下的一個致密的核。

這個核的半徑只有約10km（千米或公里），密度高達1~20億噸/cm^3（立方厘米），表面壓力達到10^28個大氣壓，比地形壓力大33萬億億倍，比太陽中心壓力大3.3億億倍。

中子星的質量一般維持在太陽質量的1.44~3倍左右。根據(jù)泡利不相容原理，小于太陽質量1.44倍時成不了中子星，只能成為白矮星，由電子簡并壓支撐星體形態(tài)；而中子星則依靠中子簡并壓支撐著重力壓，保持著中子星形態(tài)，當質量超過臨界點時，中子簡并壓就無法支撐重力壓力，從而中子星無法保持星體形態(tài)，很快坍縮成一顆夸克星或黑洞。

由于中子星引力巨大，會將周邊附近的天體或星際物質不斷吸積到自身，不斷增加質量，因此蛻變成更致密天體的可能性很大。

夸克星還是一種理論假想的存在，目前還沒有發(fā)現(xiàn)這種天體，所以，一般認為中子星超過奧本海默極限會直接坍縮成黑洞。奧本海默極限就是中子星探索的質量臨界點，這個臨界點目前還沒有準確定論，科學界經過觀測發(fā)現(xiàn)和理論推算，一般認為在太陽質量的2~3倍之間。

黑洞是恒星（或任何天體）的頂級尸骸，就是任何天體變成黑洞后就到頂了。

白洞白洞是與黑洞正好相反的一個理論猜想，只是物理學家們根據(jù)愛因斯坦場方程假設的一個數(shù)學模型。迄今為止，白洞還沒有被觀測證實。這個模型的基本定義是，黑洞不斷吞噬宇宙物質，白洞卻正好相反，不斷向宇宙中噴射出物質。

理論上黑洞和白洞都是宇宙中的極端天體，黑洞的引力無限大，白洞的排斥力無限大，它們都有一個封閉的邊界，進入黑洞視界的物質是有去無回，連光也不例外；而白洞的視界不允許任何物質進入，只出不進，同樣連光也不例外。

因為白洞還只是理論上存在的一種假設天體，因此白洞的成因說法不一，其中比較有代表性的觀點是，宇宙大爆炸開始時，由于爆炸不充分不均勻，一些沒來得及爆炸的致密核被拋射出來，這些被拋出的致密核仍處于奇點狀態(tài)，只是爆炸延遲了，有的延遲了100多億年才爆發(fā)，這種爆發(fā)就是白洞。

類星體核心巨大的引力源就是一個白洞，噴發(fā)出的物質與周圍物質發(fā)生碰撞，不斷迸發(fā)出高能射線。

除此之外，還有幾種觀點：之一，白洞是黑洞的“反演”，就是當黑洞坍縮到了極限會發(fā)生質變，也就是反坍縮爆炸，由此從向內吸積能量轉化為從核心向外噴發(fā)能量；之二，就像宇宙中存在著正負物質一樣，白洞和黑洞是宇宙中的正洞和負洞，一個釋放能量，一個吸收能量，性質相反。

還有觀點認為，黑洞吸收的物質，會從另一端的白洞噴發(fā)出來，連接黑洞和白洞的這根管道就是蟲洞。黑洞和白洞有可能處于相同時空，但距離遙遠的兩個區(qū)域，也可能分別處于正反不同性質的兩個時空。

不過這些理論迄今為止，依然是公說公有理，婆說婆有理，因為沒有觀測到蟲洞的真實存在。那么蟲洞到底存不存在呢？很難說。科學發(fā)現(xiàn)的最大樂趣，莫過于根據(jù)理論提出的預言，最終被證實真實存在。黑洞和引力透鏡就是這樣被發(fā)現(xiàn)的，白洞會被發(fā)現(xiàn)或最終被否定嗎？我也不知道。

蟲洞蟲洞也是根據(jù)愛因斯坦場論提出的一種預言?！跋x洞”這個概念最早于1916年由奧地利物理學家路德維?！じトR姆提出，后來，愛因斯坦和納森·羅森兩位物理學家對這個理論進行了完善，因此人們又把蟲洞稱為“愛因斯坦-羅森橋”，也叫時空隧道，意指連接兩個遙遠時空的多維空間隧道。

這種時空連接很可能會連接到“嬰兒宇宙”，也就是宇宙誕生后不久剛剛誕生星系和恒星的時期，這種時空距離我們有138億光年，甚至更長。

通俗地說，蟲洞猶如高速路或火車穿越山峰的隧道，如果沒有這個隧道，要到山的另一面就需要翻過山巔，或彎許多路，而穿越隧道就近很多。因此蟲洞被認為是宇宙空間存在的“捷徑”或“抄近道”，有了這個捷徑，就能夠實現(xiàn)遙遠時空的瞬時轉移，比如很快到達嬰兒宇宙，到達目的地所需時間相對不走捷徑，就會超越光速許多倍。

但這種“跨越”并沒有增加速度，只是“抄了近道”，不違背光速極限的原則。因此，蟲洞穿越是人類突破速度瓶頸，或者說突破光速藩籬的一個可能選項。但蟲洞也像白洞一樣，還只存在于科學幻想和理論猜想階段，并沒有發(fā)現(xiàn)真實存在，未來能不能發(fā)現(xiàn)或利用，也還是一個未知數(shù)。

有關蟲洞的成因，也有多種說法。比如前面說的，黑洞與白洞之間存在一個物質輸送管道，就是蟲洞；還有白洞和黑洞碰撞，會形成蟲洞等等。

總體上說，蟲洞是巨大引力場作用下形成的時空漩渦，巨大質量的天體旋轉及其相互作用過程會對時空造成扭曲，形成時空漩渦或陷阱。這有點像海水中的巨大漩渦，無處不在但又轉瞬即逝，有些漩渦能讓兩個相距很遠的局部瞬間離得很近，這種時空漩渦在宇宙中就被稱為“蟲洞”。

由于蟲洞具有不確定性和轉瞬即逝的性質，即便發(fā)現(xiàn)蟲洞真實存在，能否利用也頗有爭議。有人認為，只有負能量或暗物質能夠維持蟲洞的穩(wěn)定。而負能量和暗物質在目前也還是一種理論假設，人們并不清楚這些玩意到底是什么。

因此，蟲洞穿越現(xiàn)在還只是個科幻或神話，或許永遠是個神話。

結論：從以上介紹，我們可以看出，黑洞、白洞、蟲洞說起來都是“洞”，但不是普通的洞，而真正可以說有點像洞的，只有蟲洞，其余的兩個都是一種特殊天體。從根本上說，這三個“洞”都是引力場導致的現(xiàn)象或者說存在，但它們之間具有完全不一樣的性質，對人類未來的影響和作用也不一樣。

目前，科學家通過巨大努力和代價，已經拍攝出了第一張黑洞照片，證實了黑洞的真實存在。但白洞和蟲洞還只存在于理論階段，未來能不能發(fā)現(xiàn)，能不能被人類所利用尚無法定論。

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