主要区别-黑洞与虫洞

黑洞和虫洞是物理学和科学小说中两个引人入胜的话题。黑洞是一个密度极高的物体，含有大量的物质和能量。因此，它们产生了极强的引力场，扭曲了周围的时空。黑洞的概念是在广义相对论中提出的，它是一个理论概念已有几十年的历史。最后，物理学家在2015年9月14日首次探测到引力波后幸运地证实了黑洞的存在。虫洞是爱因斯坦和罗森提出的一个理论概念。虫洞连接着时空中的两点或两个不同的宇宙。无论如何，到目前为止，它们只存在于理论物理中。这就是黑洞和虫洞的主要区别。

什么是黑洞(a black hole)？

恒星是宇宙中巨大的天然热核电站。黑洞、白矮星和中子星是恒星坍缩的可能结果。因此，要了解黑洞的形成，就必须对恒星的起源有一个清晰的认识。

在大爆炸之后，物质几乎以质子、电子和其他一些轻核的形式存在。它们像气体一样漂浮在宇宙中。当宇宙冷却下来，引力可以把这些粒子**在一起，形成巨大的气态云。当引力把云中的物质吸引到一起时，粒子就越来越近了。所以，粒子的动能增加了。随着云层的收缩，温度不断升高。最后，内部温度达到7K左右，这样的云密度极高。因此，坍塌的云层达到了核聚变反应的必要条件，恒星诞生了。

但是，恒星的聚变燃料用完后，恒星的质量在恒星的引力作用下收缩成一个非常小的体积，因为剩余的热量和辐射压力不足以平衡自身的引力。结果是一个密度极高的球。然后恒星变成白矮星或中子星或黑洞取决于它的质量。质量小于1.4太阳质量的恒星变成白矮星。太阳质量超过3的恒星将在另一个天文阶段变成黑洞。质量大于1.4太阳质量但小于3太阳质量的恒星成为中子星。

黑洞的中心称为奇点。黑洞的表面称为视界。非旋转球形黑洞的半径与其质量成正比。可以用这个公式来计算。黑洞分为超大质量黑洞、恒星黑洞和微黑洞。如果黑洞的原始物体是旋转的，在坍缩之前，产生的黑洞也会是旋转的黑洞。

黑洞的质量密度和能量密度极高，内部和周围的引力也极高。因此，视界内部的任何东西都无法逃逸到外部。由于巨大的引力，黑洞很难被发现，因为光甚至不能离开它们。

什么是虫洞(a wormhole)？

虫洞的概念在科幻小说中是一个非常流行的话题。这个概念是由爱因斯坦和罗森在研究相对论后提出的。所以，有时虫洞被称为爱因斯坦-罗森桥。通过分析爱因斯坦引力理论中的数学解，理论家们仍然预测虫洞存在的可能性。

简单地说，虫洞是一个理论概念，它连接着时空中的两个点。与传统时空中的其他路径相比，通过虫洞的路径非常短。所以，虫洞是时空的捷径。

虫洞有两个嘴和一个喉咙（一根管子）。喉咙是连接两张嘴的捷径或通道。理论上，虫洞可以连接宇宙中的两个不同点或两个宇宙。根据广义相对论中得到的解，可能存在虫洞，虫洞的两个嘴在两个不同的黑洞中张开。无论如何，由塌缩恒星形成的黑洞不能产生虫洞。

如果它们真的存在的话，有几个与之相关的迷人的优点。他们将提供穿越太空的捷径。他们会允许回到过去。简单地说，一些理论家说，虫洞将既是捷径和时间机器。

虫洞主要有两种类型，即欧几里得虫洞和洛伦兹虫洞。不幸的是，没有人在真实的时空中看到任何虫洞；它们仍然只存在于理论计算和电影中。如果它们真的存在，经过它们的旅行者将不得不面对两个挑战，一个是虫洞的嘴巴大小，另一个是它的寿命。虫洞的大小或直径可能在10-33米左右，虫洞的寿命可能很短。因此，如果它们存在的话，作为穿越太空的捷径，时间旅行者没有任何实际优势。

然而，一些研究表明，外来物质可以使虫洞在较长时间内保持不变和静止。奇异物质不是普通物质、反物质或暗物质。奇异物质的能量密度为负。但是，在寻找足够数量的外来物质时出现了一个实际问题。一些物理学家说，量子场论中可能存在解决方案。

迄今为止，还没有人在真实空间中观察到任何虫洞，而许多理论研究正在进行中。

“Embedding diagram” of a Schwarzschild wormhole

黑洞(black hole)和虫洞(wormhole)的区别

尺寸：

黑洞：一个黑洞可以从几公里扩展到几百个天文单位。

虫洞：一个典型虫洞的口直径可能在10-33米左右。

证据/存在：

黑洞：科学家们观察到许多强有力的证据证实了黑洞的存在。首次直接探测黑洞于2016年2月11日宣布，这是首次同时探测引力波和黑洞。

虫洞：不幸的是，到目前为止还没有强有力的证据。

理论/概念：

黑洞：在狭义相对论、天体物理学、宇宙学中发现了黑洞。

虫洞：在狭义相对论、量子物理学、天体物理学、粒子物理学、宇宙学中发现虫洞。

重要性：

黑洞：黑洞被认为在宇宙的演化中扮演着重要的角色。它们控制着许多天体。

虫洞：如果虫洞存在，它们可以作为捷径，在短时间内穿越数百万光年。此外，他们将允许向后时间旅行。无论如何，要使它们保持静止不变，需要大量的外来物质。另一个问题是，任何进入普通物质都可能使它们不稳定。

要求：

黑洞：黑洞需要极高的质量和能量密度。

虫洞：需要负能量来保持它们静止不变。

其他属性：

黑洞：由黑洞产生的极强的引力场，扭曲了周围的时空。由于万有引力，任何东西都逃不掉。

Wormholes: They are very **all in size and extremely unstable.

Image Courtesy:

“Wormhole” by Kes47 (?) – File:LorentzianWormhole.jpg, (CC BY-SA 3.0) via Comm*** Wikimedia