什么是白洞 白洞真的存在吗
广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型,尚未被观测所证实。按照白洞理论,白洞和黑洞相似,也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质,只可以经边界向外运动,而不能反向运动。因此这种天体不能进入。
白洞产生的原理
由于白洞周围具有很强的引力场,它把附近的尘埃、气体和辐射吸引到边界上来,产生很高的加速度,从而与从白洞内高速向外喷射的物质微粒相碰撞,产生巨大的能量辐射。
X射线、宇宙射线、射电爆发及双射电源等高能现象,都可看成是白洞与其周围吸积物质相互作用的结果。用白洞模型解释宇宙背景X射线和γ射线的来源,也得到了与观测结果相近的能谱。
白洞内膨胀物质所发出的辐射具有紫移特征,尤其在最初膨胀阶段,这种紫移表现得特别明显。对于白洞的起源,一种看法认为,白洞内的超密物质由引力塌缩形成黑洞时获得,它们经过某种内部的矛盾运动,转变成膨胀状态,而又从中心奇点向外抛射出来;比较流行的看法认为,白洞来源于整个宇宙的大爆炸。
当宇宙由超高密态爆炸时,由于爆炸的不均匀性,有些超密态物质在抛出后仍处于奇点状态,它们可以等待一定的时间以后才开始膨胀和爆发,而成为新的局部膨胀核心。
有些核心的爆发时间已延迟了1010年(10000000000年,合100亿年)左右,它们一旦爆发就形成了今天所能观察到的类星体或其他高能天体,故白洞又称为“延迟核”。随着宇宙学的发展,人们将进一步揭开它的奥秘。
白洞是否真的存在
到目前为止,“白洞”还只是个理论名词,科学家并未实际发现。在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易的多。也许每一个黑洞都有一个对应的白洞!但我们并不确定是否所有的超巨质量的“洞”都是“黑”洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现。但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的。
当人们有了很复杂的数学工具来分析这些相关方程式,他们发现了更多。在这个简单的情形下时空结构必须具备时间反演对称性,这意味着如果你让时间倒流,所有一切都应该没什么两样。因此如果在未来某个时刻光只能进不能出,那过去一定有个时刻光只能出不能进。
这看上去就像是黑洞的反转,因此人们称之为白洞,虽然它只是黑洞在过去的一个延伸。(更奇怪的是:在世界里面似乎应该还有一个宇宙,虽然这里用“里面”可能不太确切。)时间在白洞里面是存在的,但既然你不能进去,那你只有出生在里面才能知道了。
但在现实中,白洞可能并不存在,因为真实的黑洞要比这个广义相对论的简单解所描述的要复杂得多。他们并不是在过去就一直存在,而是在某个时间恒星坍塌后所形成的。这就破坏了时间反演对称性,因此如果你顺着倒流的时光往前看,你将看不到这个解中所描述的白洞,而是看到黑洞变回坍塌中的恒星。
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