黑洞?白洞?蟲洞?

黑洞是個耳熟能詳的天文話題，但科學家至今尚未真正觀測到黑洞，但藉由太空望遠鏡觀測與引力波測量，已逐漸有證據可證實黑洞的確存在，未來還可能進一步發現可作為時光機器的「蟲洞」，解開太空之謎。
當一顆質量相當大的星體之核能耗盡後，沒有輻射壓力去抵抗重力，平衡狀態不再存在，將使這個星體全面塌縮成為中子星，若質量仍大於三個太陽質量時，會連中子簡併氣體壓力，也無法平衡重力，星體將繼續塌縮到它的重力半徑範圍內，這時的引力會大到足以讓包括光子在內的一切粒子，都被引回星體本身，而跑不出來，也就形成「黑洞」。

當黑洞形成後，所有物質都會向中心場塌縮成一個非常細小的質點，稱為「奇異點」，任何物質要從「奇異點」跑出黑洞，逃離的速度必須大於光速，但根據狹義相對論，光速是速度的極限；換言之，所有物質被吸入「奇異點」後，就永遠都逃不出來。

由於連光子都跑不出黑洞，所以黑洞無法發出光線，體積又非常小，天文望遠鏡很難觀測得到，但根據理論，當黑洞外的物質被吸向黑洞後，會先形成一個吸積盤，吸積盤裡的物質，會互相摩擦產生高溫，而輻射出Ｘ光線，且吸積盤中心會在高溫下成為電漿，磁場再將部分電漿物質加速至接近光速形成高能噴流，因此天文學家就以Ｘ光線與高能噴流來尋找黑洞。

理論上，黑洞可按體積分成小、中和大三類，天文學家在一九六二年觀測到天鵝座鵝頸內，有一股Ｘ射線，並命名為「 Cygnus X-1 」，它的一顆子星是超藍巨星，為目前天文觀測中最有可能像是小型黑洞的物質。

中量級黑洞則是大型星體在生命終結時，星體塌縮後留下的遺骸，質量約達一千個太陽；重量級黑洞則可能存在於很多活躍的星系中心，包括我們所居住的這個銀河系，且質量可能達太陽的一百萬到一億倍之高。

天文學家已發現，在仙女座大星系Ｍ31附近的Ｍ32發現一個疑似重量級的黑洞，因為這個星系中，發現有顆恆星繞著一個看不見的東西公轉，或是行進間不斷撞到牆後轉彎，但銀河系裡又不太可能會有這麼大的一堵牆，所以這顆恆星極可能繞著一個超重量級黑洞在旋轉，而這個超重量級黑洞，質量可能是太陽的三百萬倍。

除「奇異點」外，黑洞可能還有其他近親，包括「白洞」及「蟲洞」。白洞是非常不穩定，甚至不會存在的東西，性質與黑洞完全相反，黑洞的另一端的出口是一個反物質的小宇宙的洞他噴出黑洞所吸收的物質不但極亮，而且所有東西都無法留在白洞；蟲洞也同樣不容易形成，而且很難維持，可能出現一下就消失。
如果將宇宙想像成一個蘋果的表面，那麼要從這一端到另一端最快的方法，不是沿著表面繞過去，而是像蟲子一樣蛀個孔直接鑽過去。像這種通道我們就叫做『蟲洞』。我們可由一端的洞口進入，這就是『黑洞』；透過這個蟲洞到達另一端的洞口出來，就是所謂的『白洞』。因此蟲洞可說是時空來往的橋樑。目前黑洞為確實存在的天體，而蟲洞與白洞短期內無法肯定它的真實性，所以能不能真的利用它回到過去，我們目前無法得知。
黑洞+白洞=蟲洞

黑洞：黑洞是根據現代的物理理論和天文學理論，所預言的在宇宙空間中存在的一種天體區域。

歷史上, 法國力學家拉普拉斯曾預言:「一個密度如地球, 而直徑為 250 個太陽的發光恆星, 由於其重力的作用, 將不允許任何光線離開它。由於這個原因, 宇宙中最大的發光天體, 卻不會被我們看見」。

黑洞是由一個質量相當大的天體，在核能耗盡死亡後發生重力塌縮後形成。根據牛頓萬有重力定理, 由於黑洞的第一宇宙速度過大, 連光也逃逸不出來, 故名黑洞.

在此區域內的萬有重力非常強大，任何物質都不可能從此區域內逃逸出去，甚至光線都被它強大的重力拉回，因此黑洞本身不會發光，不能用天文望遠鏡直接觀測到，是黑漆漆的天體，但天文學家可藉觀察黑洞周圍物質被吸引時的情況，找出黑洞位置。

白洞：預言的一種與黑洞相反的特殊天體，是大引力球對稱天體的史瓦西解的一部分。白洞僅僅是理論預言的天體，到現在還沒有任何證據表明白洞的存在。有人認為，白洞是宇宙大爆炸的延遲，是奇點未膨脹完全的部分。目前這種假說已經基本被否定，因為即使存在這種奇點，由於真空量子效應和光堆積效應，它們也應該早已經變成黑洞。

　　科學家們猜想：白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界，但與黑洞不同的是，白洞內部的物質和各種輻射只能經邊界向邊界外部運動，而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說，白洞好象一個不斷向外噴射物質和能量的源泉，它向外界提供物質和能量，卻不吸收外部的物質和能量。

　　白洞到目前為止，還僅僅是科學家的猜想，還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過，最新的研究可能會得出一個令人興奮的結論，即：「白洞」很可能就是「黑洞」本身！也就是說黑洞在這一端吸收物質，而在另一端則噴射物質，就像一個巨大的時空隧道。

　　科學家們最近證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論，能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了「黑洞、白洞一體化」的可能。

　　要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘，現在還為時過早。但是，科學家們每前進一點，所取得的成績都讓人激動不已。我們相信，打開宇宙之謎大門的鑰匙就藏在黑洞和白洞神秘的身後。

蟲洞：蟲洞(Wormhole)，又稱愛因斯坦-羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1930年代由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的，認為透過蟲洞可以做瞬時間的空間轉移或者做時間旅行。不過目前其存在性尚未確認。

黑洞有一個特性，就是會在另一邊得到所謂的「鏡射宇宙」。愛因斯坦並不重視這個解，因為我們根本不可能通行。於是，連接兩個宇宙的「愛因斯坦—羅森橋」(Einstein—Rosen bridge)被認為只是個數學技倆。 但是，在1963年時，紐西蘭的數學家克爾(Roy Kerr)的研究發現，假設任何崩潰的恆星都會旋轉，則形成黑洞時，將會成為動態黑洞；史瓦西的靜態黑洞並不是最佳的物理解法。然而，實際上恆星會變成扁平的結構，不會形成奇點。也就是說：重力場並非無限大。這使得我們得到了一個驚人的結論：如果我們將物體或太空船沿著旋轉黑洞的旋轉軸心發射進入，原則上，它可能可以熬過中心的重力場，並進入鏡射宇宙。如此一來，愛因斯坦—羅森橋就如同連接時空兩個區域的通道，也就是「蟲洞」。

理論上，蟲洞是連結白洞和黑洞的多維空間隧道，是無處不在，但轉瞬即逝的。不過有人假想一種奇異物質可以使蟲洞保持張開。

實際上，即使蟲洞確實存在，目前通過蟲洞做時間旅行尚無法實現，因為蟲洞中的引力非常大，任何物質都無法通過。而且有人相信，蟲洞很不穩定——以至於試圖通過蟲洞的物質對時空的作用就可能使蟲洞消失。但有些科學家則相信研究蟲洞的價值是巨大的。