超級(jí)黑洞(圖片提供：NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. and ESO/WFI)
新浪環(huán)球地理訊，據(jù)美國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)物理學(xué)家表示，我們的宇宙就像是俄羅斯套娃的一部分，可能棲身于一個(gè)黑洞內(nèi)，而這個(gè)黑洞本身又是一個(gè)更大宇宙的一部分。反過(guò)來(lái)，迄今在宇宙中發(fā)現(xiàn)的所有黑洞??從微小黑洞到超大質(zhì)量黑洞??可能都是通向其他世界的通道。
黑洞是宇宙間的通道
根據(jù)一個(gè)離奇古怪的新理論，黑洞其實(shí)是宇宙間的通道??一種蟲(chóng)洞。從理論上講，蟲(chóng)洞是連結(jié)白洞和黑洞的多維空間隧道，無(wú)處不在，但轉(zhuǎn)瞬即逝。這種理論認(rèn)為，黑洞吸收的物質(zhì)沒(méi)有如預(yù)測(cè)的那般被破壞成一個(gè)點(diǎn)，而是在黑洞的另一端噴涌出一個(gè)“白洞”。所謂白洞是廣義相對(duì)論預(yù)言的一種與黑洞相反的特殊天體。
美國(guó)印第安納大學(xué)物理學(xué)家尼克蒂姆-波普拉維斯基(NikodemPoplawski)日前在《物理快報(bào)B輯》上發(fā)表了一篇論文，文中提出了一種新的數(shù)學(xué)模型，用以描述墜入黑洞物質(zhì)的螺旋運(yùn)動(dòng)。按照波普拉維斯基得出的方程式，這種蟲(chóng)洞是“時(shí)空奇點(diǎn)”的切實(shí)可行的替代物，著名物理學(xué)家阿爾伯特-愛(ài)因斯坦預(yù)測(cè)“時(shí)空奇點(diǎn)”存在于黑洞的中心。
根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論方程式，奇點(diǎn)形成于特定區(qū)域內(nèi)物質(zhì)過(guò)于稠密的時(shí)候，所以，這種事情可能會(huì)發(fā)生于黑洞的超密度中心。愛(ài)因斯坦的理論認(rèn)為，奇點(diǎn)不占用任何空間，密度無(wú)限大，溫度無(wú)限高??這一概念得到了大量間接證據(jù)的支持，可由于聽(tīng)上去離奇古怪，使得許多科學(xué)家難以接受。
如果波普拉維斯基的理論最終被證明是正確的，這些科學(xué)家可能會(huì)改變他們的立場(chǎng)。根據(jù)新的數(shù)學(xué)模型，黑洞吸收并看似破壞的物質(zhì)實(shí)際上被驅(qū)逐出去，成為另一世界中星系、恒星和行星的基礎(chǔ)物質(zhì)。波普拉維斯基表示，黑洞為蟲(chóng)洞的概念或能解釋現(xiàn)代宇宙學(xué)的某些謎團(tuán)。例如，宇宙大爆炸理論認(rèn)為，宇宙是以奇點(diǎn)為起點(diǎn)開(kāi)始演變的。
諸多謎團(tuán)或迎刃而解
不過(guò)，這種奇點(diǎn)是如何在大爆炸后的第一時(shí)間形成的，科學(xué)家對(duì)此沒(méi)有一個(gè)合理的解釋。波普拉維斯基指出，如果我們的宇宙誕生于“白洞”而非奇點(diǎn)，“將會(huì)解決黑洞奇點(diǎn)這道難題，而大爆炸奇點(diǎn)也將迎刃而解�！绷硗�，蟲(chóng)洞或許還能解釋伽瑪射線(xiàn)爆發(fā)的成因。伽瑪射線(xiàn)爆發(fā)是宇宙中強(qiáng)度第二大的爆炸，僅次于宇宙大爆炸。
伽瑪射線(xiàn)爆發(fā)發(fā)生于已知宇宙的邊緣，似乎與遙遠(yuǎn)星系中的超新星(即恒星爆炸)存在聯(lián)系，但準(zhǔn)確來(lái)源還是一個(gè)謎。波普拉維斯基認(rèn)為，伽瑪射線(xiàn)爆發(fā)可能是另外一個(gè)宇宙在釋放物質(zhì)，這些物質(zhì)也許通過(guò)那些星系中心的超大質(zhì)量黑洞逃到我們的宇宙，雖然尚不清楚整個(gè)過(guò)程是如何發(fā)生的。
波普拉維斯基說(shuō)：“這個(gè)概念有點(diǎn)兒瘋狂，但結(jié)果誰(shuí)又知道呢？”目前至少有一種辦法可以驗(yàn)證波普拉維斯基理論是否正確：宇宙中的一些黑洞旋轉(zhuǎn)，如果我們的宇宙誕生于一個(gè)同樣旋轉(zhuǎn)的黑洞，那么宇宙應(yīng)該“繼承”了這個(gè)“母宇宙”的旋轉(zhuǎn)特性。據(jù)波普拉維斯基介紹，如果未來(lái)的實(shí)驗(yàn)證明宇宙以其偏愛(ài)的方向旋轉(zhuǎn)，這將是支持他的蟲(chóng)洞理論的間接證據(jù)。
物理學(xué)家表示，蟲(chóng)洞理論或許還有助于解釋宇宙某些特征源于理論預(yù)測(cè)的原因。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物理學(xué)模型，在大爆炸以后，宇宙的彎曲度應(yīng)該隨時(shí)間增加，所以在137億年過(guò)后，我們應(yīng)該處于一個(gè)封閉、球形宇宙的表面。然而，大量觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，宇宙四面八方都是扁平的。此外，來(lái)自早期宇宙的光線(xiàn)數(shù)據(jù)表明，在大爆炸剛發(fā)生后，宇宙中一切物質(zhì)的溫度都大體相同。
這意味著，我們?cè)谟钪嫦喾此骄�(xiàn)看到的最遙遠(yuǎn)天體曾經(jīng)距離我們的宇宙非常近，以致相互作用，達(dá)到均衡，就如同封閉密室中的氣體分子一樣。觀測(cè)結(jié)果之所以再度與科學(xué)家的預(yù)測(cè)不相符，是因?yàn)樵谝阎钪嬷�，距離最遠(yuǎn)的天體相隔如此遙遠(yuǎn)，以致以光速在兩者之間旅行所花的時(shí)間超過(guò)了宇宙的年齡。為說(shuō)明這種差異，天文學(xué)家提出了膨脹概念。膨脹理論認(rèn)為，在宇宙形成后不久，它經(jīng)歷了一個(gè)快速成長(zhǎng)期，在此期間，太空本身以快于光速的速度膨脹。
“外來(lái)物質(zhì)”誘發(fā)宇宙膨脹
膨脹在瞬間將宇宙從不到一個(gè)原子大，迅速拉伸至是原來(lái)大小的天文數(shù)字比例。宇宙因此顯得扁平，因?yàn)閺奈覀兊慕嵌瓤�，我們所處的球體無(wú)比龐大??正如對(duì)于站在一望無(wú)際田野上的人來(lái)說(shuō)，球狀地球看上去扁平的。膨脹理論還能解釋如今相距遙遠(yuǎn)的兩個(gè)天體，在過(guò)去距離非常之近，足以相互作用的原因。
但是，假設(shè)膨脹理論是正確的，天文學(xué)家總難以解釋清楚引起宇宙膨脹的原因。正是在這種背景下，新蟲(chóng)洞理論誕生了。據(jù)波普拉維斯基介紹，一些膨脹理論之所以宣稱(chēng)宇宙膨脹是由“外來(lái)物質(zhì)”引起的??這種科學(xué)家假設(shè)的物質(zhì)不同于正常物質(zhì)，一定程度上是因?yàn)椤巴鈦?lái)物質(zhì)”被排斥而非被引力所吸引。
基于他的方程式，波普拉維斯基認(rèn)為這種外來(lái)物質(zhì)可能形成于第一批超大質(zhì)量恒星崩潰變成蟲(chóng)洞的時(shí)候。他說(shuō)：“形成蟲(chóng)洞的外來(lái)物質(zhì)和引發(fā)宇宙膨脹的外來(lái)物質(zhì)之間可能存在某種關(guān)系�！睂�(shí)際上，波普拉維斯基并不是科學(xué)界提出其他宇宙存在于黑洞內(nèi)的第一人。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)理論物理學(xué)家達(dá)蒙-伊森(DamienEasson)在以前的研究中也做出了這種猜測(cè)。
他沒(méi)有參與波普拉維斯基的最新研究。伊森在談到波普拉維斯基的方程式時(shí)說(shuō)：“這一理論新鮮之處在于提出廣義相對(duì)論中的蟲(chóng)洞解決方案，即蟲(chóng)洞充當(dāng)了外部黑洞通向內(nèi)部新宇宙的通道。在我們的研究中，我們只是提出這種方案可能會(huì)存在，但波普拉維斯基發(fā)現(xiàn)了真正的解決方案�！�
新理論未解決根本問(wèn)題
盡管如此，伊森在一封電子郵件中稱(chēng)，蟲(chóng)洞理論依舊存在諸多疑問(wèn)：“這一構(gòu)想可能嗎？可能。這種假設(shè)可能嗎？這我不清楚。但它肯定是令人感興趣的理論�！币辽赋�，量子引力(研究亞原子水平下的引力)的未來(lái)發(fā)展或能精進(jìn)這些方程式，支持或反駁波普拉維斯基的理論。
美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校物理學(xué)家安德烈斯-阿爾布雷希特(AndreasAlbrecht)表示，總體而言，蟲(chóng)洞理論令人很感興趣，但在解釋宇宙起源問(wèn)題上難稱(chēng)突破。阿爾布雷希特也沒(méi)有參與波普拉維斯基的研究。他認(rèn)為，蟲(chóng)洞理論認(rèn)為我們的宇宙形成于“母宇宙”噴射的物質(zhì)，這只是將該創(chuàng)世事件過(guò)渡到另一個(gè)世界。換句話(huà)說(shuō)，該理論未能說(shuō)明“母宇宙”是如何形成的，以及它為何具有那些特性??即我們宇宙繼承的特性。
他說(shuō)：“我們正嘗試解決一些確實(shí)緊迫的問(wèn)題，目前尚不清楚這些問(wèn)題是否能提供一個(gè)解決之策。”阿爾布雷希特并未覺(jué)得蟲(chóng)洞理論比黑洞奇點(diǎn)理論離奇，他警告人們不對(duì)新理論展開(kāi)深究，因?yàn)樗?tīng)上去還有些道理。阿爾布雷希特說(shuō)：“在這個(gè)領(lǐng)域，人們提出的任何問(wèn)題都十分離奇。你不能說(shuō)不離奇的概念會(huì)贏得勝利，因?yàn)榇笄澜鐭o(wú)奇不有�！�
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