宇宙中的三个极端洞有什么区别？黑洞出现了，白洞和虫洞在哪里？

该公式的推导过程非常复杂，这里不再讨论。虽然这三个“空洞”都是由引力场造成的，但它们的性质却完全不同。分别了解了这些“洞”之后，就知道它们是什么、藏在哪里了。

黑洞

简而言之，黑洞是物质被压缩到极限时出现的一种奇怪现象。理论上，任何材料都有可能被压缩到极限，从原子到行星。只要压力足够高，就有可能变成黑洞。这是多大的压力？没有具体的数值，但有一个公式可以计算物质可以压缩的极限。

这个公式就是史瓦西半径公式，表示为：R=2GM/C^2。这里R代表史瓦西半径，G是万有引力常数，M是物体的质量，C是光速。这个公式是天体物理学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild) 在1916 年根据爱因斯坦最近发表的广义相对论中的引力场方程推导出来的。

这个公式的含义是，任何物质只要被压缩在自身质量的史瓦西半径内，就会发生奇怪的变化：所有物质都不可避免地落向核心奇点，形成以史瓦西半径为界的结构。具有无限曲率的球形空间。任何物质一旦进入这个空间，就再也无法逃脱，只能落向中心的奇点，就连光也不例外。

这个史瓦西半径有多大？根据公式计算，氢原子的质量约为1.674*10^-27kg（千克），其史瓦西半径约为2.48*10^-54m（米）；地球质量约为6*10^24kg，史瓦西半径约为8.9mm（毫米）；太阳的质量约为2*10^30kg，史瓦西半径约为2964m。

科学家认为，在大型强子对撞机中，通过接近光速的粒子碰撞，巨大的压力可能会产生原子级的微型黑洞。这个想法仍然是理论上的，这样的微小黑洞还没有被捕获。理论上，大爆炸期间会留下许多微型黑洞。根据霍金辐射理论，原子级黑洞会瞬间蒸发，所以目前还没有发现这种微型黑洞。

在宇宙中，已发现最小的黑洞质量是太阳质量的3倍多。这些黑洞是大质量恒星死亡时内部热核失控的结果，引发超新星爆炸。极端的压力将核心材料压缩到其自身质量的史瓦西半径内，从而成为黑洞。

一般认为，质量比太阳大30到40倍的恒星死亡时会直接留下黑洞。宇宙中黑洞的形成是由大质量天体碰撞吸积造成的，超过质量临界点后就会塌缩。例如，通过吸积，质量超过奥本海默极限的中子星将被压缩成黑洞。

理论上，由于黑洞的质量位于核心的奇点处，而奇点无限小，因此黑洞被理解为具有无限小体积、无限密度、无限曲率和无限高热量。这四个无穷大的前提是体积无限小，这就导致了接下来的三个无穷大的出现。

黑洞的曲率是无穷大，指的是史瓦西半径，其临界点也称为黑洞事件视界。所谓曲率，就是质量引起的周围时空的扭曲，表现为重力。在遥远的地方，它的引力仍然遵循万有引力定律，与质量成正比，与距离的平方成反比。它与任何天体的引力相同。

由于黑洞史瓦西半径内的引力无穷大，任何靠近黑洞的物质都会被“吃掉”而不返回，因此黑洞会变得越来越大。目前发现的宇宙中最大的黑洞被命名为SDSS J073739.96+384413.2，质量是太阳的1040亿倍。

这就是黑洞的前世今生。

中子星变成黑洞的过程

中子星是宇宙中密度仅次于黑洞的天体。它们是中到大质量恒星，即质量约为太阳8到30倍的恒星。演化后期发生超新星爆炸后，核心中会留下致密的核心。

这个核心的半径只有10km（公里或公里）左右，密度却高达1到20亿吨/cm^3（立方厘米），表面压力达到10^28个大气压，相当于33万亿倍大于地形压力。太阳中心的压力是太阳中心的3.3亿倍。

中子星的质量一般维持在太阳质量的1.44至3倍左右。根据泡利不相容原理，小于太阳质量1.44倍的中子星不能成为中子星，只能成为白矮星，电子简并压力支撑星形；而中子星则依靠中子简并压力来支撑重力压力，维持中子星的形状，当质量超过临界点时，中子简并压力无法支撑重力压力，中子星就无法维持恒星形状，很快就会坍塌。进入夸克星或黑洞。

由于中子星的巨大引力，它会不断吸积附近的天体或星际物质到自身之中，不断增大自身的质量，因此它极有可能转变为密度更大的天体。

夸克星仍然是一个理论假设，还没有发现这样的物体。因此，一般认为中子星超过奥本海默极限就会直接塌缩成黑洞。奥本海默极限是中子星探索的质量临界点。这个临界点尚未准确确定。通过观测发现和理论计算，科学界普遍认为它的质量在太阳质量的2到3倍之间。

黑洞是恒星（或任何天体）的顶部尸体。它是任何成为黑洞的天体的顶部。

白洞

白洞是一种与黑洞完全相反的理论猜想。它只是物理学家根据爱因斯坦场方程假设的数学模型。迄今为止，白洞尚未被观测证实。这个模型的基本定义是，黑洞不断地从宇宙中吞噬物质，而白洞则恰恰相反，不断地将物质喷射到宇宙中。

理论上来说，黑洞和白洞都是宇宙中的极端天体。黑洞的引力是无穷大，白洞的斥力是无穷大。它们都有一个封闭的边界。进入黑洞事件视界的物质永远不会返回，甚至光也不会返回。也不例外；而白洞的事件视界不允许任何物质进入，只能出不能入，就连光也不例外。

由于白洞只是理论上存在的一个假想天体，因此对于白洞的成因存在不同的看法。比较有代表性的观点是，大爆炸开始时，由于爆炸不充分且不均匀，一些没有来得及爆炸的物体就被致密的核心喷射出来。这些喷射出的致密核心仍处于奇点状态，但爆炸被延迟。有些要延迟超过100亿年才喷发。这种爆炸就是白洞。

类星体核心的巨大引力源是一个白洞。喷射出来的物质与周围的物质碰撞，不断地放射出高能射线。

另外，还有几种观点：一、白洞是黑洞的“反转”，即黑洞坍缩到极限时，会发生质变，即反坍缩爆炸，从而将向内积聚的能量转化为从核心向外爆发的能量；其次，就像宇宙中有正物质和负物质一样，白洞和黑洞也是宇宙中的正洞和负洞。一种释放能量，另一种吸收能量，具有相反的性质。

还有一种观点认为，被黑洞吸收的物质会从另一端的白洞中喷出。连接黑洞和白洞的管道就是虫洞。黑洞和白洞可能处于同一时空但相距较远，也可能处于正反性质不同的两个时空。

不过，到目前为止，这些理论仍然是合理的，因为虫洞的真实存在还没有被观测到。那么虫洞存在吗？很难说。科学发现的最大乐趣在于基于理论的预测最终被证明是正确的。这就是黑洞和引力透镜的发现方式。白洞会被发现还是最终被否认？我也不知道。

虫洞

虫洞也是基于爱因斯坦场论的预测。 “虫洞”的概念最早由奥地利物理学家路德维希·弗雷姆于1916年提出，后来两位物理学家爱因斯坦和内森·罗森改进了这一理论，因此人们也将虫洞称为“爱因斯坦-罗森桥”，也称虫洞。时空隧道，是指连接两个遥远的时空的多维空间隧道。

这种时空联系很可能与“婴儿宇宙”有关，即宇宙诞生后不久，星系和恒星刚刚诞生的时期。这个时空距离我们有138亿光年，甚至更远。

通俗地说，虫洞就像高速公路上的隧道或穿过山脉的火车。如果没有这条隧道，想要到达山的另一边，就得翻过山顶或者绕很多弯路，但穿过隧道就近多了。因此，虫洞被认为是宇宙中存在的“捷径”或“捷径”。有了这条捷径，就可以实现遥远时空的瞬时转移，比如非常快地到达婴儿宇宙，而且到达目的地所需的时间也比较短。将超过光速许多倍。

但这种“穿越”并没有提高速度，只是“走了一条捷径”，并不违反光速限制的原理。因此，虫洞旅行是人类突破速度瓶颈，或者说突破光速障碍的一个可能选择。但虫洞和白洞一样，只存在于科学幻想和理论猜想的阶段。尚未发现它们实际存在。未来能否被发现或利用，还是个未知数。

关于虫洞的成因有多种理论。比如前面提到的，黑洞和白洞之间有一条物质输送管道，就是虫洞；还有白洞和黑洞碰撞，会形成虫洞等。

一般来说，虫洞是在巨大引力场作用下形成的时空漩涡。巨大天体的自转及其相互作用过程会扭曲时空，形成时空漩涡或陷阱。这有点像海水中的巨大漩涡，无处不在，但却转瞬即逝。有些漩涡可以让两个相距较远的局部区域在瞬间变得非常接近。这种时空漩涡在宇宙中被称为“虫洞”。

由于虫洞的不确定性和转瞬即逝的性质，即使发现虫洞存在，是否可以被利用仍然存在争议。有人认为，只有负能量或暗物质才能维持虫洞的稳定性。负能量和暗物质目前还只是理论假设，人们并不知道这些东西到底是什么。

因此，虫洞旅行现在只是科幻小说或神话，也许永远都是神话。

综上所述：

从上面的介绍我们可以看出，黑洞、白洞、虫洞都是“洞”，但它们并不是普通的洞。真正可以说有点像洞的只有虫洞，另外两个都是。特殊的天体。从根本上来说，这三个“洞”都是引力场引起的现象或存在，但它们具有完全不同的性质，会对人类的未来产生不同的影响和作用。

目前，经过巨大的努力和成本，科学家们拍摄了第一张黑洞照片，证实了黑洞的真实存在。然而，白洞和虫洞只存在于理论阶段。未来能否被发现、能否被人类利用，都还不确定。