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黑洞照片算是看过了 那你知不知道白洞又是什么

2019-05-11 12:40 出处:未知 人气: 评论(

NASA/CHANDRA

白洞是宇宙的一种假想特征,它被认为是黑洞的对立面,和黑洞不让任何东西逃离其表面相反,白洞不停地向外喷发物质和能量,任何东西都无法进入它们的内部。

白洞是广义相对论的一个可能解。该理论认为,如果宇宙中存在永恒的黑洞的话,那么宇宙也应该存在有一个白洞。它是黑洞的时间反转。科学家们认为白洞有重力,所以它们会吸引物体,但任何与白洞处于碰撞轨道的物体永远都不会到达白洞。

从理论上讲,如果你乘坐一艘宇宙飞船去接近一个白洞,你会被大量的能量淹没,这极有可能会摧毁你的飞船。即使你的宇宙飞船能够承受伽马射线,光本身也会开始让你减速,就像地球上的空气阻力让行驶的车辆减速一样。

即使宇宙飞船不受能量的影响,白洞周围的时空也会被奇怪地扭曲;接近一个白洞就像上山一样,你需要的加速度会越来越大,但是你移动得会越来越少,宇宙中并没有足够的能量让你进入白洞。

当然,这是相当违反直觉的。一个白洞里的能量怎么可能似乎只来自时空本身?这就是为什么它们不太可能存在的原因之一。然而,也有一些理论认为白洞是可能存在的,只是可能并不像广义相对论所描述的那样。

由于被认为是黑洞的对应物,所以白洞也会是由引力奇点形成的。奇点是时空中引力场无限大的点状特征。物理学中的无穷值通常意味着这个部分缺失物理理论的支持,因此,量子力学和相对论难以解释奇点更细微的细节也就不足为奇了。

潜在白洞

宇宙中的许多现象曾经被提出认为是白洞,之所以选择它们,通常是因为它们是我们无法详细解释神秘的物体。

伽马射线爆发,快速旋转的脉冲星,以及临终的黑洞都曾经被考虑过可能是白洞,就连宇宙大爆炸也曾经被描述为一个白洞。但到目前为止,我们还没有直接观测到过白洞,甚至它们在理论上的存在也风雨飘摇。在更多的观察结果或更好的理论出现之前,白洞似乎只被当作是一个地标。

宇宙大爆炸作为一个白洞就是这种趋势的一个明显例子。在我们确定我们无法测量宇宙的确切大小之前,有人推测宇宙是由一个大到我们看不到的白洞形成的。但我们现在知道,宇宙很可能是无限的,这使得白洞的解释几乎肯定是错误的。

理论的约束

白洞是一种特殊的奇点:裸奇点。像黑洞这样的奇点是不能被直接观测到的,因为逃逸速度(脱离重力所需要的速度)大于光速,所以没有东西能逃离黑洞,我们也就不能看到黑洞。奇点受到视界的“保护”,视界是将我们与黑洞隔开的表面。从数学上讲,当我们有一个奇点时,时空就被打破了。所以为了避免这个问题,事件视界也就被引入了。

而裸奇点没有视界。但根据广义相对论的基本原理,宇宙中不可能存在裸奇点。这个想法被恰当地称为宇宙审查假说。然而,多个数值模拟和目前的量子引力理论却暗示了裸奇点存在的可能性。

用量子力学的方法来描述黑洞性质的话会发生一种奇怪的现象(这种方法不包括重力)。如果你在时间上向后或向前观察一个黑洞,它的行为会完全相同,它仍然会是一个黑洞。虽然这并不是量子理论和相对论之间最重要的冲突,不过它的意义却非常重大。

但白洞最重要的理论约束是熵,熵是一个系统的混乱程度度量标准。根据热力学定律,宇宙的净熵总是在增加的,但熵可以在局部减小;例如,冰箱可以通过把水变成冰来降低水的熵,但是冰箱的引擎会放出很多热量,所以总的熵仍然在增加。

而白洞则会减少熵,所以这是反对它们的一个基本证据。因为这个宇宙遵循热力学定律,到目前为止,虽然我们经常听到有永动机和不寻常事件的出现,但我们还没有发现任何被证实的违反热力学定律的行为。

白洞的未来

白洞吸引了很多人,它们了给我们一种平衡感。人们会,并且也应该继续研究它们。的确,广义相对论的几个特征,例如黑洞,最初被认为只是理论上的新奇事物,虽然我们现在也没有确凿的证据证明白洞存在,但也许在我们这个庞大而复杂的宇宙中,也有白洞存在的位置。

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