时间的奥秘——从时间隧道到霍金(关于时间的奥秘——从时间隧道到霍金的简介)

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黑洞，一种具有超强引力的天体，连光都无法逃脱。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的巨大引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——伽马射线。科学家称其为“类星体”。恒星的时空扭曲改变了光线的路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时，其质量导致的时空扭曲变得很强，光线向内偏折得也更强，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径（史瓦西半径）时，其质量导致时空扭曲变得如此之强，使得光向内偏折得这么也如此之强，以至于光线再也逃逸不出去 。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会被拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者，这样的区域称作黑洞。将其边界称作事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。

白洞，白洞是科学家构想出的一种天体，与黑洞相反。黑洞会吸收物质，连光都无法逃脱，那白洞就是专门释放物质。任何物质都无法靠近白洞，包括光。白洞和黑洞一样，有一个封闭的“视界”。不过和黑洞不一样，时空曲率在这里是负无穷大，也就是说，在这里，白洞对外界的斥力达到无穷大，即使是光笔直向白洞的奇点冲去，它也会在白洞的视界上完全停止住，不可能进入白洞一步。另外，按照目前的理论，大质量恒星演化到晚期可能经坍缩而形成黑洞；但并不知道有什么过程会导致形成白洞。如果白洞存在，则可能是宇宙大爆炸时残留下来的。有底称为洞，无底的称为道。关于白洞，现在还没有一个确切的解释，因为这只是部分科学家构想出来的，并没有得到证实。

暗物质，暗物质是由天文观测推断存在于宇宙中的不发光物质。由不发光天体、晕物质、以及非重子中性粒子组成。在宇宙学中，暗物质是指那些自身不发射电磁辐射，也不与电磁波相互作用的一种物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4%，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。2011年5月，意大利暗物质探测无果，该研究结果质疑其它发现暗物质结果。通过现在的先进望远镜，我们能够发现有许多星系都是聚集在一起的，可以称之为“星系团”“星系群”等，而这些星系聚集的原因却不知道，于是科学家就构想出了暗物质来解释。是说由暗物质产生的引力聚集了这些星系。在长时间的研究中，科学家已经掌握了许多的可以证明暗物质存在的证据。人类现在能够观测到的宇宙只占宇宙的百分之4左右，剩余的百分之96都是由暗物质和暗能量构成的。现在人们都知道宇宙在不断加速膨胀，然而如果暗物质存在的话，宇宙就因该受到其引力而渐渐坍缩才是啊。于是人们又构想出了暗能量，它比暗物质还多，产生斥力，使宇宙不断加速膨胀。

反物质，在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的。物质与反物质的结合，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日，欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。2011年5月初，中国科学技术大学与美国科学家合作发现迄今最重反物质粒子——反氦4。2011年6月5日欧洲核子研究中心的科研人员宣布已成功抓取反氢原子超过16分钟。反物质概念是英国物理学家保罗·狄拉克最早提出的。他在20世纪30年代预言，每一种粒子都应该有一个与之相对的反粒子，例如反电子，其质量与电子完全相同，而携带的电荷正好相反（A）。 且电子的自旋量子数是-1/2而不是正1/2。另外，根据爱因斯坦质能方程，在宇宙大爆炸时会从这能量中产生物质，而产生的物质也包括反物质。也就是说，我们现在这个宇宙的所有物质都是在宇宙大爆炸产生的反物质与物质互相湮灭抵消所剩的极少数富裕的物质所构成。以此，若宇宙之外还有宇宙，那么就一定有可能是反物质宇宙。在多数理论家看来，宇宙中正反物质的大尺度分离是不可能发生的。因此，三千万光年的范围内没有反物质天体，已说明宇宙中大块的反物质是不存在的。

虫洞，简单地说，“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道，所以也叫"灰道"。据科学家猜测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。 科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。英国科学家霍金曾把宇宙空间和时间比作一个甜甜圈，所谓的时间隧道和空间隧道（虫洞）就是链接甜甜圈某两点的便捷通道。总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。

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主要剧情是，任何男主人或女主人穿越古代或未来，在时间尺度上扩大自己的生活，自由地走在时间的长河中，是人类骨子里的冲动。那么，穿越究竟是什么样的呢？那是穿越时间和空间的简称，因为某些原因，经过某种过程，从A时空转移到了B时空。大部分人认为这都是天马行空的想象，人怎么能通过呢。但是经过多年的研究，科学家们表示这并不是完全不可能的。

英国物理学家霍金在他拍摄的关于宇宙的纪录片中提到，未来人类将制造接近光速的宇宙飞船，通过未来的时空。为了证明他的预测，他提出了“4度空间”的概念，这意味着地球和某个神秘世界之间通道上的两边世界存在于空间和时间的裂缝中。霍金解释说，驾驶直线等于在“1度空间”中行进，左转或右转等于加上“2度空间”，蜿蜒的山路等于进入“3度空间”，穿越时间隧道等于进入“4度空间”。还有“4度空间”的入口是“虫洞”。也就是穿越时空的入口。霍金指出，时间也有空隙，这些虫洞分布在时间和空间的裂缝中，但它们太小，肉眼看不见。

爱因斯坦说：“当物体达到光速时，时间变慢的现象被称为时间膨胀。”科学家们在国际空间站发现手表走得比地球快。因为物体靠近重力的地方，时间会变慢，地球是那个重力大的地方！也就是说，只要去比地球重力更大的地方，也许就能通过！科学家长时间的研究结果：虫洞可以连接时空！虫洞其实是两个时空的交界，只要找到这个交界，穿越时空就会变得容易。没有人知道虫洞在哪里！黑洞在足够大的恒星中核聚变反应的燃料耗尽而死亡后发生重力崩溃，虫洞的重力场非常强，周围时间的流动速度与其他地方不同。只要找到黑洞，打开宇宙飞船，在虫洞附近转几圈，就能穿过时空。

说到时空穿越，我相信大家首先想到的是光速旅行。在我们目前的认知中，光速是最快的速度。如果我们旅行的速度可以超过或超过光速，我们可以回到过去或走向未来。根据爱因斯坦的相对论，物体的速度越快，质量就越小，如果能达到光速，质量就等于零。但是不存在质量为零的飞机。那么，如果达到光速，质量不为零，就只能延缓飞船内的时间。

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