黑洞和蟲洞及白洞有什麼相同和不同？

除了黑洞外其他兩種統統都是想象中的產物，迄今為止也沒有證據證明蟲洞以及白洞的存在，當然想象歸想象，我們還是可以來看看這些天體或者想象中的天體的差異。

黑洞 超大質量的恆星超新星爆發後核心坍縮形成，在其視界內，引力大至光都無法逃逸！原有恆星的一切屬性，除了“質量、角動量、電荷”外任何資訊都丟失。黑洞會吞噬其所遇到的一起，包括其他黑洞。

黑洞吞噬恆星示意圖

蟲洞 也稱愛因斯坦－羅森橋，想象的宇宙中可能存在的連線兩個不同時空的狹窄隧道

蟲洞示意圖

白洞 理論上推測出來的時空區域，物質與光線無法進入這個區域中，但是可以從這個區域中向外出現，看起來和黑洞完全相反的一種天體。

當然也有人認為黑洞與白洞之間由蟲洞連線起來，並且我們可以透過這個區域快速到達另一個時空，但是對於如此理論，估計沒有什麼人敢於嘗試，或者也沒有機會嘗試，畢竟離地球最近的黑洞天鵝座X-1也遠在7800光年之外，可憐的地球人，即使是光速你們十輩子還是到不了！！！

黑洞大家最熟悉，那麼在它之前，先來介紹一下蟲洞與白洞：

白洞：可以把它當做為黑洞的反演，所以它的本身並不吸收任何物質與能量，但是白洞也是一個巨大的引力源，所以物質還會被“吸”到白洞周圍，形成物質殼，但是卻無法再靠近白洞中心一步，你可以這樣想象，一束光筆直的衝向白洞內部，也會被反彈出來。

在黑洞這裡，時空曲率是正無窮大，那麼在白洞這裡就是負無窮大。如果把黑洞理解為大坍縮，那麼白洞就是大膨脹，甚至有理論認為，當初的宇宙大爆炸其實就是白洞的大噴發。

上世紀七十年代，霍金提出了著名的黑洞輻射理論，他指出黑洞具有溫度且向外界輻射能量，小質量黑洞溫度高蒸發得越快，大質量黑洞正好相反，霍金認為，當黑洞逐漸蒸發損失質量，那麼隨著質量減小，黑洞溫度變高，蒸發得愈快，最後正好形成反坍縮式的爆發，所以他認為白洞可以由黑洞直接轉化過來。

蟲洞：這個想象中的概念比較特殊，它可以叫做時空洞，也可以叫做愛因斯坦—羅森橋，它在不同的情況之下產生，就對應著不同的名字。

有科學家猜測，當白洞與黑洞遭遇會形成蟲洞，那麼這時候應當稱它為愛因斯坦—羅森橋，它連線著黑洞與白洞，物質在黑洞這裡被分解為基本粒子，之後經由蟲洞到白洞這裡被輻射出去。

另外，蟲洞也可以是連線兩個遙遠時空的“細管”，此時可以叫它為時空洞，理論上可以瞬間到達遙遠空間，並提供時空旅行的可能性。

黑洞：黑洞大家應該都不陌生，所以在此不做過多描述，雖然黑洞不可見，但是越來越多的證據表明黑洞其實真實存在，與上面兩個不同。

另外黑洞的形成可以是大質量恆星進行超新星爆發後形成，也有人認為存在原生黑洞，它的產生可能伴隨著宇宙大爆炸，初期較高的溫度與較高的密度會形成大質量黑洞，並存在至今。

以目前人類的科學認知來說，黑洞與蟲洞白洞的性質完全不同，雖然三者都有一個“洞”字，但本質上黑洞並不是洞，而是一種天體，是大質量恆星死亡後的產物，某種意義上講是“另類”的恆星！

黑洞是科學家們可以預測到的，透過觀察黑洞周圍天體的運動規律，特別是星系中心周圍恆星的運動軌跡，可以判斷黑洞的存在！

而蟲洞和白洞，特別是白洞，更多的存在於理論上！蟲洞，相信大家都有所瞭解，簡單說，就是了解兩個不同時空的通道，透過這個通道能瞬間實現星際穿越。理論上，愛因斯坦的相對論允許蟲洞的存在！

而白洞的性質與黑洞相反，如果說黑洞“只吃不吐”，那麼白洞則是“只吐不吃”，黑洞吞噬的物質透過蟲洞，然後從白洞“吐”出來！有些科學家甚至設為白洞通向的就是另外一個宇宙！黑洞-蟲洞-白洞組成了一個整體！

白洞這樣的概念讓或許讓很多人都難以理解，畢竟它太過離奇，而且目前沒有任何的實驗和觀測加以正是，純粹想象中的一種概念！

而黑洞和蟲洞相對來說距離我們更近，特別是黑洞，雖然科學家沒有直接觀察到黑洞，但它的存在是板上釘釘的！理論上蟲洞也有可能存在，畢竟如果時空像布料具有彈性的話，它是可以被撕裂產生蟲洞的！而白洞更多的還是科幻的概念！

理論上，黑洞、蟲洞和白洞都是存在的，它們都是從愛因斯坦創立的廣義相對論中推匯出來的結果。但在現實中，只有黑洞有非常明確的證據可以表明存在，而蟲洞和白洞仍然沒有相關的證據。

對於大質量恆星，它們內部的核聚變反應可以一直不斷合成重元素，同時釋放能量。直到鐵形成之後，很快就會因為鐵的核聚變反應是吸熱反應而導致平衡被打破，使核心中的物質被引力完全壓碎，結果產生黑洞。

黑洞不會發射出光，也不會反射出光，所以它們是完全黑暗的，故被稱為黑洞。正因為如此，我們無法直接觀測到黑洞，但很多特殊的現象能夠間接表明它們是存在的。例如，有些恆星與一種無法直接觀測到的緻密天體形成雙星系統，並且恆星中的物質被那個天體吸引過去形成吸積盤，由此輻射出很強的X射線。除了與普通恆星的質量相近的黑洞之外，還有一些質量至少為太陽幾十萬倍的超大質量黑洞。例如，銀心的恆星以偏心率很高的軌道環繞一個巨大的不可見天體運動，並且該天體還是一個強烈的無線電波來源，這表明它是一個超大質量黑洞。

與黑洞會吞噬一切物質相反的是，一切物質都無法進入白洞中，它們只會向外輻射出物質。最初天文學家發現遙遠宇宙中的類星體時，以為它們可能是蟲洞。但後來的觀測研究表明，類星體的中心其實是超大質量黑洞。直到現在，白洞還只是理論上存在的天體。

蟲洞則是一種十分特殊的時空通道，穿過蟲洞，就能從宇宙的一邊快速穿越到遙遠的另一邊。但就像白洞那樣，蟲洞存在與否也沒有相應的證據。

黑洞是根據愛因斯坦引力場方程得到的一個解史瓦西解計算出來的極端緻密天體，白洞是根據黑洞解中視界裡時間方向逆轉得到的解，蟲洞是根據引力場方程史瓦西解計算得到的一個特殊解，能基於宇宙彎曲的幾何結構連通兩個遙遠的時空區域的特殊通道。

關於黑洞，目前天文學已經有大量觀測資料證明其存在，這些觀測資料有高能射線源、星系核心恆星運動軌跡、雙星系統恆星運動軌跡、引力波輻射事件等等。黑洞的存在目前已經是不爭的事實。

而白洞，這基本上是與黑洞同時被提出來的，因為在相對論裡，並沒有規定時間必須有方向，所以假如黑洞內時間方向是反過來的，那麼就有可能物質能量不是往奇點裡面掉，而是從奇點噴射而出，這是有可能的，但只是有可能，你會發現一個問題，它是咋來的？我們知道黑洞是恆星坍縮形成的，但白洞怎麼形成？好像找不出它有形成機制。。。。

於是科學家想到，會不會是這邊黑洞形成後，順著時間方向吸進去的物質能量從另一個時空區域逆著時間方向噴出來？於是把白洞定義為黑洞的時間反演的天體。但是那麼多年過去了，我們發現的黑洞越來越大，它似乎並沒有減少質量，這樣白洞的形成基礎就沒了，而且到目前為止天文學家也沒發現過白洞存在的任何跡象，所以白洞基本可以判死刑┐(´-｀)┌

最後來說說蟲洞，大家都很熟悉的愛因斯坦羅森橋指的就是蟲洞，他是愛因斯坦和羅森研究史瓦西解時得到的一個特殊解，而愛因斯坦論文發表於1935年，但實際上在此之前十幾年，已經有一位物理學家弗拉姆研究出來了，但並沒有引起關注，所以現在有人把它稱為弗拉姆蟲洞，愛因斯坦羅森橋實際上就是弗拉姆蟲洞。

最早得到的蟲洞是在兩個奇點間產生的，兩個奇點可以是黑洞的奇點，也可以是白洞的奇點，前面我們已經判了白洞死刑，所以它現在只能是黑洞的奇點但是由於黑洞奇點的物理特性，愛因斯坦認為它是不可穿越的。

但後來，基普索恩透過研究發現蟲洞有其它的解，可以得到一些可穿越蟲洞，後來的事大家都知道了┐(´-｀)┌他拍了一部硬科幻電影《星際穿越》

上圖是《星際穿越》裡展示的可穿越蟲洞視覺效果，很炫麗的，值得一看。（動態影象可參閱我前幾個問題裡的回答，我放過一次）他也因引力波探測中的貢獻得到了去年的諾貝爾物理學獎但是蟲洞目前還沒有觀測證據證明存在。

好了，關於蟲洞的內容可以寫一篇長文了，這裡只是簡單說說，就此打住。

黑洞、白洞、蟲洞都是愛因斯坦根據廣義相對論推論出來的天體，但是愛因斯坦當初並不認為黑洞、白洞、蟲洞等會存在於宇宙之中，因為它們的性質太極端了，其密度無限大，引力能把時空都扭曲了，很難理解，宇宙中會存在這樣的天體，所以連愛因斯坦都不相信他們會存在，不過後來的天文觀測表明，至少黑洞是存在的。

黑洞、白洞、蟲洞雖然它們都叫做“洞”，但實際上沒有一個是真正的“洞”，它們都是一種天體，不過迄今為止，人們只通過確鑿的證據發現了黑洞，其他兩種天體的蛛絲馬跡還沒有顯現出來。

天文學家們已經在宇宙中發現了至少兩種黑洞，一種是星系級黑洞，一種是恆星級黑洞，星系級的黑洞質量非常大，至少是太陽質量的幾十萬倍，有的甚至達到幾十幾百億倍，關於它們的形成原因，目前還沒有定論，而恆星級黑洞都是由大質量恆星發生超新星爆發形成的，當原始質量大於太陽，質量30倍的恆星，到了晚年發生超新星爆發的時候，內部巨大的壓力和極高的溫度會產生出一顆小黑洞，這個小黑洞會迅速吸收這顆恆星的絕大部分質量，從而形成一個至少是太陽三倍質量的黑洞，不過由於黑洞對周圍物質的吸收能力非常強，所以這樣的黑洞產生之後，質量通常會超過太陽質量的十倍。

如今天文學家們已經看到了很多的星系級黑洞和一些恆星級黑洞，但是至今並沒有發現白洞和蟲洞的影子，可能很多朋友都對白洞比較陌生，我們知道黑洞是隻吃不吐的天體，所有物質只要到了它的視界範圍就無法逃脫，只能被它吸收到體內，而且除了霍金輻射的微弱輻射量之外，它基本不會向外吐出任何東西。但是白洞不一樣，它的性質和黑洞正好相反，它是一個只吐不吃的天體，它不吸收任何東西，而是隻會向外輻射各種物質和能量，不過雖然愛因斯坦預言了它的存在，但是天文學家們至今並沒有在宇宙中發現它的蹤影，起初天文學家發現類星體的時候，曾經以為它們就是白洞，因為它們有著極強的光輻射，但是後來發現類星體其實也是黑洞。

目前來看宇宙中，我認為只有一種東西和白洞的性質非常類似，那就是我們的宇宙本身，根據宇宙大爆炸理論來看，我們的宇宙就是從類似於黑洞的奇點中向外噴發出來的巨大的能量轉化為物質演變出來的，它本就是一個只吐不吸的東西，並且至今仍在膨脹之中，它所具有的種種特徵都和白洞的特徵極為相似，所以我們的宇宙更像一個白洞。

相對於黑洞和白洞，蟲洞就更奇葩了，或者只能它稱為一種天文現象，它被稱為愛因斯坦-羅森橋，被認為是黑洞或者白洞創造的一種時空漩渦，因為黑洞或者白洞的強大引力場可以對周圍的時空進行扭曲，造成時空的斷層連線現象，所以在黑洞或者白洞的周圍可能會存在一種時空隧道，進入裡面就可以進行時空穿越，著名科幻電影《星際穿越》就很形象的展現了蟲洞的樣子和特徵，那個放在土星附近的蟲洞，從外面看上去也是一個球體。

黑洞是根據計算想出來的，後來再根據觀察間接證據確認存在的。

白洞是根據黑洞，一排腦門想出來的反義詞（解決東西進黑洞裡怎麼出來的問題方案之一），目前還沒真發現過白洞