“黑洞”里面是什么？科学家这么说(组图)
我们的宇宙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。（示意图/图片来源：Adobe Stock）
据美国国家地理网站报导，美国物理学家表示，我们的宇宙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。
黑洞是宇宙间的通道
有一种理论认为，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，是广义相对论中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，使得许多科学家难以接受。
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。
宇宙诞生之谜团
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？”
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。
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。（示意图/图片来源：Adobe Stock）
宇宙膨胀原因不明
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。”
虫洞理论未解决宇宙起源问题
尽管如此，伊森称，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。
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！”