黑洞和虫洞到底有什么区别？我们能否利用黑洞到达另一个宇宙？

ejinjing

简短地来说：虫洞是连接两个不同区域的时空隧道。如果成功制造稳定的虫洞，便可以从时空隧道的一端穿越到另一端，实现穿越空间。相比之下，黑洞不会带你通往“哪个地方”，而是贪婪地吞噬万物。

虫洞的形状就像一个“漏斗”（图示为二维漏斗）逐渐变细并连接着“喉咙”部分（该部分虽然细小却不会被折断），“喉咙”部分同样连接着通往另一端的“漏斗”。而黑洞的形状虽然看起来也很像漏斗，却在奇点处戛然而止。可进行穿越的虫洞，需要一定程度的规模和稳定性，以致于虫洞中不存在事件视界，或者任何导致致命危险的潮汐力。

虫洞（左图）与黑洞（右图）的简单概念图

在过去很长的一段时间里，黑洞与虫洞总是被世人混为一谈。例如，许多令人震撼的电影使黑洞和虫洞之间的联系变得更紧密。即使是在正统（非好莱坞）的物理圈里，你有时也会发现人们在谈论关于“穿越黑洞”的话题，而不是“贪婪的黑洞会吞噬一切”。

多年来，物理学家们对忽视解决问题的过程很敏感。例如在薛定谔方程中（描述物质的波性质），一个明显无解且涉及到粒子穿过不可能存在界限的方案，事实却证明是可行的，现今被称为“量子隧道”。人们甚至可以拥有这些利用“不可能”的科学研究成功制造出全新的电子设备。

另一个例子是，狄拉克通过使用薛定谔方程并以相对论的形式重新编写，得到了狄拉克方程（薛定谔方程与相对论互不相容）。他突然发现自己有了另一个解决方案，并暗示了反粒子的存在。关于反粒子的想法在当时听起来相当荒谬，但在几年后科学家发现了正电子与反电子的存在，狄拉克最终被证明是正确的。

从历史的角度来看，物理学家对于抛开解决问题一直都犹豫不决，即使这个行为无疑就是在钻牛角尖。而黑洞更像是个数学的无底洞，揭开它的谜底目前似乎是不可能的。

黑洞中心的奇点通常被描述为一个点。然而，这是物理学家们最初对黑洞进行研究理论时计算能力不足而导致的误解。奇点实际上可以存在多种形式。根据现代强大的计算机模型，当一个恒星塌缩形成黑洞时，密度变得足够大的区域常常会形成“奇点片”。所有这一切都会在一个微小的奇点时刻结束，但它仍会很有趣。在旋转的黑洞中（某种程度上，所有的黑洞都是如此），奇点以“环形奇点”的形式出现。奇怪的是，环形奇点会使时空拓扑在质量上有所不同，其方式并不完全相异于球体表面与甜甜圈表面质量不同。

通俗地说，如果在正常的空间里沿着循环的路线一直走，将会回到最初始的地点。如果你是数学家，则能够使用“连续变形”来证明这一点。

在正常情况下，在循环的路线上移动总能回到起点。假设路线途中经过环形奇点，情况将会有所不同。（如上图）

循环路径的大小只要有微小的差别，结果就会截然不同。假设循环路径穿过某个奇点，那么循环途中的路径将发生改变。因此，在穿过环形奇点的循环路径中进行空间移动，最终不能让你到达预期的位置。

这种奇怪的概念虽然听起来很可疑，其实背后涉及到许多错综复杂的数学问题。比如复杂函数与复变函数，甚至还有许多在代数拓扑中简直就是灾难般的难题。不幸地是，目前为止还没有人真正地目睹过“通往时空的大门”。

除了奇点之外，还有许多涉及到黑洞是如何运作的怪异难题。例如，黑洞将周围的时空强行“搅乱”，以致于它们表面（视界）的时间彻底指向下方。在这种情况下，你不仅得清楚地知道时空是四维（三个空间方向加上1个时间方向）的，而且时间的方向也会变得非常不同，所以这确实是非常荒诞的四维空间。目前人类对黑洞的研究收获甚小，所以迫切地需要一个更好的坐标系来使科学研究变得容易些。

图示为K-S坐标中的黑洞。该图中，光线在任意地方以45°的角度传播使物理家们很是兴奋，但其他的一切都让事情显得非常奇怪。

在K-S坐标中（Kruskal-Szekeres cordinates），虽然情况仍有点难以捉摸，时间点在或多或少地上升（空间和时间图的标准设置），光线沿对角传播（同样标准）。在这些坐标中，我们宇宙的一切（包括过去和未来）都处于右侧，黑洞的视界为上对角线（在这里未来是无限的，神奇吧？），奇点则是顶部区域的曲线。在这里，坐标系开始变得怪诞起来。例如，科学家们假设黑洞永远存在且大小不变，所以底部对角线表示无穷过去的客观表现。在过去任意有限的时间点（如宇宙的起点）都会略高与下对角线。

重点来了：你可以利用这个坐标得到很多广义相对论的物理学结论，这些结论都看起来顺理成章。但是，在这个坐标中却存在左侧。理论上，广义相对论对左右两侧的宇宙应该同样适用，所以如果左侧不仅仅是科学家利用数学计算得出的神奇模型，那么它便会是完全独立于我们宇宙的时空。由于没什么速度能比沿着对角线传播的光更快，所以我们宇宙中的任何地方都不可能到达另一个宇宙。然而，如果你有一天不幸地坠入黑洞，你将有机会碰见来自另一个宇宙同样遭遇此命运的路人，并且可以在奇点处撕碎之前进行一次友好愉快的聊天。

虽然你需要跑得比光速更快才能到达另一个宇宙（如果存在的话），却可以遇到来自隔壁宇宙跑得比光速慢的旅行者。好处是你能迈出历史性的一步结交到新朋友，代价是你会被黑洞吃掉。

假设有可能实现超光速旅行，并且黑洞的另一端通向着在数学意义上或环形奇点都符合我们预期的另一个时空，甚至可以安全地随意进出黑洞而不花费很长时间（事实上永远也无法越过视界），那么黑洞无疑是通往其他宇宙或独立于我们的地方的通道。

所以，在过去的历史中，人们会混淆或模糊黑洞和虫洞之间区别的历史，并非完全没有原因。总的来说，黑洞意味着终止，虫洞则意味着旅行。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. askamathematician-The Physicist

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本文选自：今日头条

雨云儿

虫洞就是有星球某点天然不结实，还是为什么？可能说透气的吗？爱现洞，无大碍。。(如水果山楂星球应有洞，小小的。山楂星球助水果星球构造人或动物形成生育能力提供能量的(紫外线…吗？

ASUKI

什么黑洞，虫洞的，都是鬼话。为了子孙万代，请你说真话，不要帮着一群骗子们来祸害儿孙。

yy760

觉得菩提也有似虫洞。(也有太阳月亮星球菩提)，可能透气的？太阳火焰是不是从虫洞出来的，正常吗？