超级黑洞

美国物理学家表示,我们的宇宙就像是俄罗斯套娃的一部分,可能栖身于一个黑洞内,而这个黑洞本身又是一个更大宇宙的一部分。反过来,迄今在宇宙中发现的所有黑洞,从微小黑洞到超大质量黑洞,可能都是通向其他世界的通道。

每个黑洞中都有一个宇宙!

黑洞是宇宙间的通道

根据一个离奇古怪的新理论,黑洞其实是宇宙间的通道:一种虫洞。从理论上讲,虫洞是连结白洞和黑洞的多维空间隧道,无处不在但转瞬即逝。这种理论认为:黑洞吸收的物质,没有如预测的那般被破坏成一个点,而是在黑洞的另一端喷涌出一个“白洞”。所谓白洞,是广义相对论预言的一种与黑洞相反的特殊天体。

美国印第安纳大学物理学家尼克蒂姆.波普拉维斯基(Nikodem Poplawski),在《物理快报B辑》上发表了一篇论文,文中提出了一种新的数学模型,用以描述坠入黑洞物质的螺旋运动。

按照波普拉维斯基得出的方程式,这种虫洞是“时空奇点”的切实可行的替代物,著名物理学家阿尔伯特.爱因斯坦预测“时空奇点”存在于黑洞的中心。

根据爱因斯坦广义相对论方程式,奇点形成于特定区域内物质过于稠密的时候,所以,这种事情可能会发生于黑洞的超密度中心。

爱因斯坦的理论认为,奇点不占用任何空间,密度无限大,温度无限高。这一概念得到了大量间接证据的支持,可由于听上去离奇古怪,使得许多科学家难以接受。

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如果波普拉维斯基的理论最终被证明是正确的,这些科学家可能会改变他们的立场。根据新的数学模型,黑洞吸收并看似破坏的物质,实际上被驱逐出去成为另一世界中星系、恒星和行星的基础物质。

波普拉维斯基表示:黑洞为虫洞的概念,或能解释现代宇宙学的某些谜团。例如宇宙大爆炸理论认为,宇宙是以奇点为起点开始演变的。

诸多谜团或迎刃而解

不过这种奇点是如何在大爆炸后的第一时间形成的?科学家对此没有一个合理的解释。波普拉维斯基指出,如果我们的宇宙诞生于“白洞”而非奇点:“将会解决黑洞奇点这道难题,而大爆炸奇点也将迎刃而解。”

另外,虫洞或许还能解释伽玛射线爆发的成因,伽玛射线爆发是宇宙中强度第二大的爆炸,仅次于宇宙大爆炸。

伽玛射线爆发发生于已知宇宙的边缘,似乎与遥远星系中的超新星(即恒星爆炸)存在联系,但准确来源还是一个谜。波普拉维斯基认为:伽玛射线爆发可能是另外一个宇宙在释放物质,这些物质,也许通过那些星系中心的超大质量黑洞逃到我们的宇宙,虽然尚不清楚整个过程是如何发生的。

波普拉维斯基说:“这个概念有点儿疯狂,但结果谁又知道呢?”

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目前至少有一种办法,可以验证波普拉维斯基理论是否正确:宇宙中的一些黑洞旋转,如果我们的宇宙诞生于一个同样旋转的黑洞,那么宇宙应该继承了这个“母宇宙”的旋转特性。

据波普拉维斯基介绍,如果未来的实验证明宇宙以其偏爱的方向旋转,这将是支持他的虫洞理论的间接证据。

物理学家表示,虫洞理论或许还有助于解释,宇宙某些特征源于理论预测的原因。根据标准物理学模型,在大爆炸以后,宇宙的弯曲度应该随时间增加,所以在137亿年过后,我们应该处于一个封闭、球形宇宙的表面。

然而大量观测数据表明宇宙四面八方都是扁平的。此外来自早期宇宙的光线数据表明,在大爆炸刚发生后,宇宙中一切物质的温度都大体相同。

这意味着,我们在宇宙相反水平线看到的最遥远天体,曾经距离我们的宇宙非常近,以致相互作用达到均衡,就如同封闭密室中的气体分子一样。观测结果之所以再度与科学家的预测不相符,是因为在已知宇宙中,距离最远的天体相隔如此遥远,以致以光速在两者之间旅行所花的时间超过了宇宙的年龄。

为说明这种差异,天文学家提出了膨胀概念。膨胀理论认为,在宇宙形成后不久,它经历了一个快速成长期,在此期间,太空本身以快于光速的速度膨胀。

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外来物质诱发宇宙膨胀

膨胀在瞬间将宇宙从不到一个原子大,迅速拉伸至是原来大小的天文数字比例。宇宙因此显得扁平,因为从我们的角度看,我们所处的球体无比庞大—— 正如对于站在一望无际田野上的人来说,球状地球看上去扁平的。膨胀理论还能解释如今相距遥远的两个天体,在过去距离非常之近,足以相互作用的原因。

但是,假设膨胀理论是正确的,天文学家总难以解释清楚引起宇宙膨胀的原因。正是在这种背景下,新虫洞理论诞生了。

据波普拉维斯基介绍,一些膨胀理论之所以宣称宇宙膨胀是由“外来物质”引起的——这种科学家假设的物质不同于正常物质,一定程度上是因为“外来物质”被排斥,而非被引力所吸引。基于他的方程式,波普拉维斯基认为这种外来物质,可能形成于第一批超大质量恒星崩溃变成虫洞的时候。

他说:“形成虫洞的外来物质,和引发宇宙膨胀的外来物质之间可能存在某种关系。”实际上波普拉维斯基并不是科学界,提出其他宇宙存在于黑洞内的第一人。美国亚利桑那州立大学理论物理学家达蒙.伊森 (Damien Easson),在以前的研究中也做出了这种猜测。

他没有参与波普拉维斯基的最新研究,伊森在谈到波普拉维斯基的方程式时说:“这一理论新鲜之处,在于提出广义相对论中的虫洞解决方案,即虫洞充当了外部黑洞通向内部新宇宙的通道。在我们的研究中,我们只是提出这种方案可能会存在,但波普拉维斯基发现了真正的解决方案。”

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虫洞理论未解决根本问题

尽管如此,伊森在一封电子邮件中称,虫洞理论依旧存在诸多疑问:“这一构想可能吗?这种假设可能吗?这我不清楚,但它肯定是令人感兴趣的理论。”

伊森指出:量子引力(研究亚原子水平下的引力)的未来发展或能精进这些方程式,支持或反驳波普拉维斯基的理论。

美国加州大学戴维斯分校,物理学家安德烈斯.阿尔布雷希特(Andreas Albrecht)表示:总体而言,虫洞理论令人很感兴趣,但在解释宇宙起源问题上难称突破。阿尔布雷希特也没有参与波普拉维斯基的研究。

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他认为,虫洞理论认为我们的宇宙形成于“母宇宙”喷射的物质,这只是将该创世事件过渡到另一个世界。换句话说,该理论未能说明“母宇宙”是如何形成的,以及它为何具有那些特性,即我们宇宙继承的特性。

他说:“我们正尝试解决一些确实紧迫的问题,目前尚不清楚这些问题是否能提供一个解决之策。”

阿尔布雷希特并未觉得虫洞理论比黑洞奇点理论离奇。他警告人们对新理论展开深究,因为它听上去还有些道理。阿尔布雷希特说:“在这个领域,人们提出的任何问题都十分离奇,你不能说不离奇的概念会赢得胜利,因为大千世界无奇不有!”