科學家稱每個黑洞內都含有一個宇宙（圖）

2010-07-11 16:13

超級黑洞

北京時間4月19日消息，據美國國家地理網站報導:美國物理學家表示，我們的宇宙就像是俄羅斯套娃的一部分，可能棲身於一個黑洞內，而這個黑洞本身又是一個更大宇宙的一部分。反過來，迄今在宇宙中發現的所有黑洞，從微小黑洞到超大質量黑洞，可能都是通向其他世界的通道。

黑洞是宇宙間的通道

根據一個離奇古怪的新理論，黑洞其實是宇宙間的通道:一種蟲洞。從理論上講，蟲洞是連結白洞和黑洞的多維空間隧道，無處不在但轉瞬即逝。這種理論認為:黑洞吸收的物質，沒有如預測的那般被破壞成一個點，而是在黑洞的另一端噴湧出一個「白洞」。所謂白洞，是廣義相對論預言的一種與黑洞相反的特殊天體。

美國印第安納大學物理學家尼克蒂姆.波普拉維斯基(Nikodem Poplawski)，日前在《物理快報B輯》上發表了一篇論文，文中提出了一種新的數學模型，用以描述墜入黑洞物質的螺旋運動。

按照波普拉維斯基得出的方程式，這種蟲洞是「時空奇點」的切實可行的替代物，著名物理學家阿爾伯特.愛因斯坦預測「時空奇點」存在於黑洞的中心。

根據愛因斯坦廣義相對論方程式，奇點形成於特定區域內物質過於稠密的時候，所以，這種事情可能會發生於黑洞的超密度中心。

愛因斯坦的理論認為，奇點不佔用任何空間，密度無限大，溫度無限高。這一概念得到了大量間接證據的支持，可由於聽上去離奇古怪，使得許多科學家難以接受。

如果，波普拉維斯基的理論最終被證明是正確的，這些科學家可能會改變他們的立場。根據新的數學模型，黑洞吸收並看似破壞的物質，實際上被驅逐出去成為另一世界中星系、恆星和行星的基礎物質。

波普拉維斯基表示:黑洞為蟲洞的概念，或能解釋現代宇宙學的某些謎團。例如，宇宙大爆炸理論認為，宇宙是以奇點為起點開始演變的。

諸多謎團或迎刃而解

不過，這種奇點是如何在大爆炸後的第一時間形成的?科學家對此沒有一個合理的解釋。波普拉維斯基指出，如果我們的宇宙誕生於「白洞」而非奇點:「將會解決黑洞奇點這道難題，而大爆炸奇點也將迎刃而解。」

另外，蟲洞或許還能解釋伽瑪射線爆發的成因，伽瑪射線爆發是宇宙中強度第二大的爆炸，僅次於宇宙大爆炸。

伽瑪射線爆發發生於已知宇宙的邊緣，似乎與遙遠星系中的超新星(即恆星爆炸)存在聯繫，但準確來源還是一個謎。波普拉維斯基認為:伽瑪射線爆發可能是另外一個宇宙在釋放物質，這些物質，也許通過那些星系中心的超大質量黑洞逃到我們的宇宙，雖然尚不清楚整個過程是如何發生的。

波普拉維斯基說：「這個概念有點兒瘋狂，但結果誰又知道呢？」

目前至少有一種辦法，可以驗證波普拉維斯基理論是否正確：宇宙中的一些黑洞旋轉，如果我們的宇宙誕生於一個同樣旋轉的黑洞，那麼宇宙應該繼承了這個「母宇宙」的旋轉特性。

據波普拉維斯基介紹，如果未來的實驗證明宇宙以其偏愛的方向旋轉，這將是支持他的蟲洞理論的間接證據。

物理學家表示，蟲洞理論或許還有助於解釋，宇宙某些特徵源於理論預測的原因。根據標準物理學模型，在大爆炸以後，宇宙的彎曲度應該隨時間增加，所以在137億年過後，我們應該處於一個封閉、球形宇宙的表面。

然而，大量觀測數據表明宇宙四面八方都是扁平的。此外，來自早期宇宙的光線數據表明，在大爆炸剛發生後，宇宙中一切物質的溫度都大體相同。

這意味著，我們在宇宙相反水平線看到的最遙遠天體，曾經距離我們的宇宙非常近，以致相互作用達到均衡，就如同封閉密室中的氣體分子一樣。觀測結果之所以再度與科學家的預測不相符，是因為在已知宇宙中，距離最遠的天體相隔如此遙遠，以致以光速在兩者之間旅行所花的時間超過了宇宙的年齡。

為說明這種差異，天文學家提出了膨脹概念。膨脹理論認為，在宇宙形成後不久，它經歷了一個快速成長期，在此期間，太空本身以快於光速的速度膨脹。

外來物質誘發宇宙膨脹

膨脹在瞬間將宇宙從不到一個原子大，迅速拉伸至是原來大小的天文數字比例。宇宙因此顯得扁平，因為從我們的角度看，我們所處的球體無比龐大—— 正如對於站在一望無際田野上的人來說，球狀地球看上去扁平的。膨脹理論還能解釋如今相距遙遠的兩個天體，在過去距離非常之近，足以相互作用的原因。

但是，假設膨脹理論是正確的，天文學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，新蟲洞理論誕生了。

據波普拉維斯基介紹，一些膨脹理論之所以宣稱宇宙膨脹是由「外來物質」引起的——這種科學家假設的物質不同於正常物質，一定程度上是因為「外來物質」被排斥，而非被引力所吸引。基於他的方程式，波普拉維斯基認為這種外來物質，可能形成於第一批超大質量恆星崩潰變成蟲洞的時候。

他說：「形成蟲洞的外來物質，和引發宇宙膨脹的外來物質之間可能存在某種關係。」實際上，波普拉維斯基並不是科學界，提出其他宇宙存在於黑洞內的第一人。美國亞利桑那州立大學理論物理學家達蒙.伊森 (Damien Easson)，在以前的研究中也做出了這種猜測。

他沒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說：「這一理論新鮮之處，在於提出廣義相對論中的蟲洞解決方案，即蟲洞充當了外部黑洞通向內部新宇宙的通道。在我們的研究中，我們只是提出這種方案可能會存在，但波普拉維斯基發現了真正的解決方案。」

新理論未解決根本問題

儘管如此，伊森在一封電子郵件中稱，蟲洞理論依舊存在諸多疑問：「這一構想可能嗎？這種假設可能嗎？這我不清楚，但它肯定是令人感興趣的理論。」

伊森指出:量子引力(研究亞原子水平下的引力)的未來發展或能精進這些方程式，支持或反駁波普拉維斯基的理論。

美國加州大學戴維斯分校，物理學家安德烈斯.阿爾佈雷希特(Andreas Albrecht)表示:總體而言，蟲洞理論令人很感興趣，但在解釋宇宙起源問題上難稱突破。阿爾佈雷希特也沒有參與波普拉維斯基的研究。

他認為，蟲洞理論認為我們的宇宙形成於「母宇宙」噴射的物質，這只是將該創世事件過渡到另一個世界。換句話說，該理論未能說明「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：「我們正嘗試解決一些確實緊迫的問題，目前尚不清楚這些問題是否能提供一個解決之策。」

阿爾佈雷希特並未覺得蟲洞理論比黑洞奇點理論離奇。他警告人們對新理論展開深究，因為它聽上去還有些道理。阿爾佈雷希特說：「在這個領域，人們提出的任何問題都十分離奇，你不能說不離奇的概念會贏得勝利，因為大千世界無奇不有！」