你分清《星际穿越》里虫洞和黑洞的区别了吗？

卡冈图雅

像许多以前的科幻电影一样，最新的大片《星际穿越》有一些突出的地方:电影中的许多图片在科学上是准确的，虫洞和黑洞的出现是根据康奈尔大学和加州理工学院的科学家的计算设计的。这部轰动一时的电影还提到了一个问题，那就是一个人必须在黑洞中才能理解它。此外，尽管这部科幻电影为了情节可能在科学问题上过于随意，但黑洞的图片确实直接来自美国科学基金会资助的科学研究成果。

美国科学基金会引力物理项目主任佩德罗·马罗尼提说，“引力将使光在空间中的路径弯曲。重力越强，效果越明显。”

在《星际穿越》的故事中，地球正在死亡。为了拯救人类，宇航员和科学家们穿过虫洞寻找新家。《星际穿越》的制作人想让虫洞的视觉图像尽可能精确。他们与加州理工学院的理论物理学家基普·索恩密切合作，并聘请索恩作为这部电影的执行制片人。索恩向电影特效制作团队提供了一系列科学方程式，使他们能够创建合理的虫洞图像。

索恩与康奈尔大学的三名研究生进行了深入的交谈，以便参与这个重力镜项目。他说，博恩，赫伯特和斯沃夫，“关于黑洞在引力镜作用下碰撞的研究非常有趣，也非常重要。”

Throwe说宇宙中没有虫洞，但是有黑洞。所以他们为索恩制作了两个短片，展示黑洞在太空中做什么。他们说不可能穿过真正的黑洞，因为重力会把人撕成碎片。

天文学家无法观察黑洞，因为没有任何东西可以逃离黑洞，即使是光或辐射也不行。他们只能通过观察黑洞对周围物体的影响来研究黑洞。正是因为这个原因，最近的新研究非常重要——因为它创造了一个黑洞的视觉图像。

黑洞之旅

安迪·博恩、弗朗索瓦·赫伯特、威廉·斯沃夫和凯瑟琳·亨里克森都是研究生。他们四人都在由美国科学基金会资助的康奈尔大学天文学教授索尔·特考斯基的团队中工作。此外，由美国科学基金会资助的加州理工学院的马克·沙伊尔、尼古拉斯·w·泰勒和本科生达利斯·布南达共同进行了相关研究。最近，他们在一个名为ArXiv的在线论文库中发表了他们对双黑洞的研究结果。这篇论文叫做《两个黑洞结合起来会是什么样子》，一旦发表，立刻引起了包括《自然》杂志在内的大量媒体的关注。

斯沃夫说，“我们知道穿越虫洞进行星际旅行是疯狂的，但这是个好故事。”索恩向电影的特效制作团队解释了需要什么样的信息才能通过这个学生的视频产生可信的视觉效果。

关于一个黑洞会是什么样子，我们仍然有一些想法，但是我们几乎不知道两个黑洞合并后会是什么样子。新技术使这些学生能够完成他们的论文。

“我们将第一个看到两个黑洞合并后的样子的想法激励我们完成这项研究，”赫伯特说。

最能描述虫洞图像的科幻电影是基于卡尔·萨根小说的《接触》。尽管萨根写了这部小说，但他也咨询了广义相对论专家基普·索恩，以确保当他将这部小说改编成电影时，电影中对虫洞的处理在科学上尽可能正确。

法国和德国物理学家的研究表明，宇宙中一些无法解释的物体实际上是虫洞——通向其他宇宙的大门。不来梅国际大学的蒂博·达穆尔和谢尔盖·索洛杜钦认为，虫洞与黑洞非常相似，很难区分。

黑洞和虫洞以相似的方式扭曲了周围的空间，但是不管它们有多相似，它们仍然有一些不同之处:

黑洞是质量至少是太阳10到15倍的恒星演化的终点。当一颗恒星经历超新星爆炸时，它可能会留下烧毁的碎片。由于没有外力来抵抗重力，碎片会逐渐坍塌。换句话说，它的所有质量将被挤压到一个时间和空间停止的点。黑洞的中心点被称为奇点。在奇点的一定距离内，重力非常强大，任何东西都无法逃脱，包括光。

虫洞是时间和空间平滑结构上的突起。如果虫洞确实存在，它们的行为可能像时间隧道。(这为许多科幻小说提供了素材)根据爱因斯坦的相对论，对于一个高速加速的物体来说，时间过得很慢。如果虫洞的一端被加速到接近光速，而另一端是静止的，从加速端到静止端穿越虫洞的旅行者将回到过去。

然而，像斯蒂芬·霍金这样的物理学家不相信虫洞。他们认为虫洞的特征不符合宇宙的基本规律。如果时间旅行能够实现，它将会导致一些未解决的悖论:例如，一个人不能回到过去并杀死他以前的自己。

具有讽刺意味的是，达穆尔和索洛杜钦利用霍金1974年提出的“霍金辐射”理论在理论上区分了黑洞和虫洞。霍金辐射是粒子和光的发射行为。只有黑洞有这种行为，并且有典型的能谱。然而，达穆尔和索洛杜钦都发现辐射太弱，会被其他辐射源淹没，比如大爆炸留下的背景微波。

不幸的是，要完全理解黑洞和虫洞的真相，唯一的方法似乎是进入它们——但是任何进入黑洞和虫洞的物体上的每个原子都会立即爆炸。我们能做的最好的事情仍然是在书店买一本科幻小说。

(原文来自dailygalaxy.com，由小蝌蚪君编辑)。请注明转载来源。)