宇宙中最奇異的天體，黑洞的反面——白洞

      白洞是一種假設(shè)的宇宙天體。它被認(rèn)為是黑洞的反面。我們都知道黑洞由于極大的引力不會(huì)讓任何東西從它們的表面逃逸，吞噬掉一切靠近它的物體，而白洞正好相反，它物質(zhì)和能量的噴發(fā)，沒有任何東西可以進(jìn)入它們。

      白洞是廣義相對論的可能解決方案。這個(gè)定律暗示如果宇宙中存在永恒的黑洞，那么也應(yīng)該存在一個(gè)白洞，白洞是一個(gè)黑洞的時(shí)間逆轉(zhuǎn)。和黑洞一樣，白洞也會(huì)產(chǎn)生重力，所以它們會(huì)吸引周圍的物體，但任何靠近白洞的物體最終都不會(huì)到達(dá)白洞。

      從理論上講，如果你乘坐宇宙飛船接近一個(gè)白洞，你會(huì)被白洞噴發(fā)的巨大能量所淹沒，這很可能會(huì)毀掉你的飛船。即使你的宇宙飛船能夠承受伽馬射線，也會(huì)逐漸減速，甚至靠近白洞的光線也會(huì)開始減慢速度，就像空氣阻力減慢地球上移動(dòng)的車輛一樣。

      即使宇宙飛船不受能量輻射的影響，時(shí)空也會(huì)在白洞周圍歪曲; 接近一個(gè)白洞就像走上坡路。當(dāng)您越來越接近白洞時(shí)，所需的能量和加速度會(huì)越來越高，實(shí)際上，宇宙中沒有足夠的能量讓你進(jìn)入一個(gè)白洞。當(dāng)然，這是違反直覺的。除了時(shí)空本身之外，白洞噴發(fā)的物質(zhì)和能量怎么可能無窮無盡？這也是白洞存在的可能性不大的一個(gè)原因。然而，有一些理論認(rèn)為白洞是可能的，但也許并不像廣義相對論中所描述的那樣。

       由于它們被稱為黑洞的對應(yīng)物，因此引力奇點(diǎn)也會(huì)形成白洞。奇點(diǎn)是時(shí)空中的點(diǎn)狀特征，其中引力場變?yōu)闊o限大。物理學(xué)中的無限值通常表明理論中存在缺失的部分，因此量子力學(xué)和相對論難以解釋奇點(diǎn)的精細(xì)細(xì)節(jié)也就不足為奇了。

      一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，白洞在理論上是黑洞的確切對立面，可能構(gòu)成神秘暗物質(zhì)的主要部分，被認(rèn)為構(gòu)成宇宙中的大部分物質(zhì)。研究人員表示，其中一些奇怪的白洞甚至可能早于大爆炸就存在。

 黑洞是愛因斯坦廣義相對論的一種預(yù)測，黑洞擁有如此強(qiáng)大的引力，即使是光，宇宙中最快的東西也無法逃脫它們。圍繞黑洞核心的球形不歸路邊界被稱為事件視界。而白洞就像一個(gè)反向的黑洞：沒有任何東西可以逃離黑洞的事件視界，沒有任何東西可以進(jìn)入白洞的事件視界。之前的研究表明，黑洞和白洞是相連的，物質(zhì)和能量會(huì)落入一個(gè)黑洞，可能會(huì)從宇宙中的其他地方或整個(gè)宇宙中的白洞中出現(xiàn)。2014年，法國 Aix-Marseille 大學(xué)的理論物理學(xué)家卡洛·羅維利及其同事提出，黑洞和白洞可能以另一種方式相連：當(dāng)黑洞死亡時(shí)，它們可能變成白洞。

      在 20 世紀(jì) 70 年代，理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金計(jì)算出所有黑洞都應(yīng)該通過發(fā)射輻射來蒸發(fā)質(zhì)量。失去更多質(zhì)量的黑洞預(yù)計(jì)會(huì)縮小并最終消失。然而，在2014年的研究中，羅維利和他的團(tuán)隊(duì)提出，一旦黑洞蒸發(fā)到不能再縮小的程度，因?yàn)闀r(shí)空不能被擠壓成任何更小的空洞，那么垂死的黑洞會(huì)反彈形成白洞。

       當(dāng)大型恒星死于稱為超新星的巨大爆炸時(shí)，人們認(rèn)為會(huì)形成黑洞，這些爆炸將其尸體壓縮成黑洞心臟中被稱為奇點(diǎn)的無限密集點(diǎn)。羅維利和他的同事之前曾估計(jì)，質(zhì)量等于太陽質(zhì)量的黑洞大約經(jīng)過當(dāng)前宇宙年齡的千萬億倍時(shí)，才能轉(zhuǎn)化為白洞。

       然而，在 20 世紀(jì) 60 年代和 70 年代的先前工作表明，由于熱的，快速膨脹的新生兒宇宙中密度的隨機(jī)波動(dòng)，黑洞也可能在大爆炸后的一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生。這些波動(dòng)集中在一起的區(qū)域可能會(huì)坍塌形成黑洞。羅維利和他的同事指出，這些所謂的原始黑洞比恒星質(zhì)量的黑洞要小得多，并且可能在宇宙的生命周期內(nèi)死亡形成白洞。 即使是具有微觀直徑的白洞質(zhì)量可能非常龐大，就像小于沙粒的黑洞可能比月球重得多?，F(xiàn)在，羅維利和研究的共同作者，西班牙巴斯克地區(qū)大學(xué)的佛朗西斯科·為多托認(rèn)為，這些微小的白洞可以構(gòu)成暗物質(zhì)。

      雖然暗物質(zhì)被認(rèn)為占宇宙中所有物質(zhì)的五分之六，但科學(xué)家并不知道它是由什么組成的。顧名思義，暗物質(zhì)是看不見的; 它不會(huì)發(fā)光，反射甚至阻擋光線。因此，目前只能通過對正常物質(zhì)的引力效應(yīng)來跟蹤暗物質(zhì)，例如構(gòu)成恒星和星系的物質(zhì)。暗物質(zhì)的性質(zhì)是目前科學(xué)界最神秘的問題之一。

      這些白洞不會(huì)發(fā)射任何輻射，因?yàn)樗鼈冞h(yuǎn)小于光的波長，所以它們是不可見的。如果一個(gè)質(zhì)子碰巧撞擊其中一個(gè)白洞，那么白洞“就會(huì)反彈，”羅維利說?！八麄儾荒芡滔氯魏螙|西?！比绻诙从龅狡渲幸粋€(gè)白洞，結(jié)果將是一個(gè)更大的黑洞，他補(bǔ)充說。好像從時(shí)間的早期看不見的微觀白洞的想法不夠狂野，羅維利和為多托進(jìn)一步表明，這個(gè)宇宙中的一些白洞實(shí)際上可能早于大爆炸。他說，未來的研究將探討前一個(gè)宇宙中的這些白洞如何有助于解釋為什么時(shí)間只能在當(dāng)前宇宙中向前流動(dòng)，而不是相反。

       很多現(xiàn)象都被提出作為白洞。通常選擇它們是因?yàn)樗鼈兪俏覀儫o法詳細(xì)解釋的神秘物體。伽瑪射線爆發(fā)，快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星和黑洞已經(jīng)到了生命的盡頭。即便是大爆炸也被描述為白洞。但到目前為止，還沒有直接觀察到任何白洞，甚至他們的理論存在也引發(fā)了一些危險(xiǎn)信號(hào)。似乎白洞被用作地標(biāo)，直到更多的觀察或更好的理論出現(xiàn)。

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