黑洞、白洞、虫洞的关系是什么？

坏人/fw

虫洞是链接黑洞与白洞的通道，是必须有这两者存在才行吗？可以链接黑洞与黑洞么？
作者：一点资讯

shichg123

黑洞，白洞，虫洞这三个物理对象中，只有黑洞是完全被观测证实的。而白洞和虫洞则是在理论上研究黑洞的时候提出来的概念。其中白洞被普遍认为并不真实存在，而虫洞则被认为可能存在，但依然只处在理论研究阶段。关于他们三者之间的关系，其实还有着一些误解，下面聊一聊。


黑洞：
模拟的黑洞示意图
1915年，爱因斯坦完成了他史诗级的理论发现：广义相对论。该理论认为，时空本身可以被物质弯曲。仅仅在数个月之后，正在一战前线的德国物理学家卡尔·史瓦西便发现了广义相对论的一个精确解。这个解描述了一个球对称时空（所谓球对称是指空间各个方向看上去都是一样，例如大部分星体都有近似球对称性），但这个时空呈现出一个奇怪的性质，那就是好像这个时空中存在一个特殊的半径，在这个半径之内，所有的物体，包括运动最快的光都没办法逃离出去。由于光都逃不出来，所以它看上去是黑的，因此被称为黑洞，如上图所示。而这个特殊半径所包裹的球面称为视界（严格来说，我们经常听到的“事件视界”是这个球面在时空中划下的轨迹）。而史瓦西发现的这个解从此也被称为史瓦西时空。黑洞是一个在不考虑量子力学情况下，只能有东西进却没有东西出来的物体（考虑量子力学情况下，请看文末链接）。


白洞：
人们首先注意到，在黑洞的视界上，时空的性质好像变得奇异（也就是所谓的时空度规在那儿发散，不熟悉度规的话，请忽略）。但是奇异性也许是因为我们使用了不恰当的坐标系，因此人们开始通过变换坐标系来消除那些假的奇异性。这样，人们就把史瓦西时空扩大了（物理学家们称为延拓）。最大延拓之后的时空称为克鲁斯卡尔-塞凯赖什（Kruskal–Szekeres）时空，在这个时空中，除了有一个黑洞区域，我们还发现有一个白洞区域。这个区域与黑洞恰好相反，白洞是一个只有东西出来却没有东西进去的区域，如下图所示。
由于真实的时空并不是凭空从爱因斯坦的场方程出现的，而是由实际的物理过程产生。一般来说黑洞都是由坍缩的星体形成的，如果我们考虑这个过程，那么我们就会发现，原先白洞区域就会被一个坍缩的星体替代。居于此，物理学家普遍认为，白洞并不真实存在。


虫洞：
我们还是回到之前提到的那个最大的延拓时空：克鲁斯卡尔-塞凯赖什时空（后一个名字真难念，怪不得人们只说克鲁斯卡时空）。在这个时空中，除了发现有一个白洞区域，我们还发现黑洞外面还有一个新的洞外区域， 这个洞外区域不是我们所在的洞外区域，而是一个独立的新世界！这个新世界通过一个类似隧道一样的东西与我们这个世界相连，这个隧道便称之为虫洞，如下图所示
想象我们生活在图中的二维面上（为了可视化，我们总是需要压缩一维空间），那么那个隧道的表面在我们看来像是一个“球面”（图中的一系列圆），其中有一个圆很特殊，一旦越过那个圆，光也没有办法逃离出来。所以，虽然我们的世界（上面那个）与新的世界（下面那个）通过虫洞连接在一起，但是我们也没办法从一端穿到另一端去，除非你能做到比光速还快，才能从另一端跑出来。
因此，在一边的观察者看来虫洞其实像一个黑洞，因为东西掉进去了就出不来，对另一边的观察者来说也是一样。所以我们可以说，虫洞连接了两个空间区域，也可以说虫洞连接了两个黑洞，但是不能说虫洞连接了黑洞和白洞。如果是那样的话，那么从黑洞那边跳进去，自然就从白洞出来了。星际旅行岂非爽歪歪，你想得美！


（顺便提一下，1915年的史瓦西是在一战战场上感染了当时无法治愈的天疱疮情况下，在战地医院里写下的两篇有关广义相对论的论文的。1916病重的史瓦西返回了德国，并在不久后就病逝了。时年43岁，也可谓英年早逝。我所在校区还有以他名字命名的街道）


以下是关于黑洞方面我的其它回答：
黑洞吸入的东西去哪儿了，是否能够塞满一个黑洞？什么是黑洞信息悖论（black hole information paradox）？

尘埃416

谢邀。
第一：没有白洞这种家伙的存在，他只是研究黑洞的时候对黑洞内部空间的解的一种解释说法，不具有任何观测意义。
第二：黑洞是一种密度极大的天体，密度大到半径足够小，质量足够大，第一宇宙速度超过光速，也就是说，在其表面，光的速度也不够脱离。这个东西最早就是在人们得到第一宇宙速度公式之后猜想出来的，而爱因斯坦发现广义相对论之后，我们有足够的物理工具将他的细节描述出来了。他也是我们所描述的最好的“东西”，因为它足够简单。
第三：虫洞是另外一种存在。和黑洞白洞没有任何关系。

coloristy

白洞只是对黑洞物质去向的一种猜测，目前并没有证据证实这种天体的存在。黑洞就不用说了，大家都知道。而虫洞基于以下的猜想：空间并不是平的，而是存在很多皱折，就像一张揉过的纸，如果有一只虫子，为了快速穿越两点而在两个皱褶之间啃出一个洞，就是虫洞。而黑洞强大的引力被作为空间会发生折叠的一种解释，两者并没有直接的关系。
理想的情况是黑洞白洞是虫洞的出口和入口，可惜现在几乎没有证实这一猜想的证据。

白龙江左岸

简单的说：
黑洞是已经被证实存在的中心质量巨大，引力巨大，会吸收周围一切物质的天体（其实究竟是空间中的一个“洞”还是类似太阳地球的“球”目前还没有确切的说法，因为视界内无法观测）
白洞是目前尚未证实存在的假象天体，拥有与黑洞相反的特质，只放射不吸收，从前被认为是与黑洞相连接，向外排放被黑洞吸收的物质。
虫洞是尚未证实存在的，连接同一宇宙甚至不同宇宙时空的通道，通过虫洞可以在短时间内到达极远的地方，甚至进行时间旅行。
总的来说，这三者在数学模型上存在假设性的联系，而实际上没有任何联系，因为后两个目前为止压根不存在。
假设我跟我姐姐是姐弟关系，跟我弟弟是兄弟关系，但实际上，我没有姐姐也没有弟弟。