什么是白洞白洞是否存在
白洞是宇宙中的噴射源，可以向外部區(qū)域提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部區(qū)域的任何物質(zhì)和輻射，所以白洞是一個(gè)只發(fā)射、不吸收的特殊宇宙天體，與黑洞正好相反。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是白洞的內(nèi)容，希望大家喜歡!
白洞的原理
由于白洞周圍具有很強(qiáng)的引力場(chǎng)，它把附近的塵埃、氣體和輻射吸引到邊界上來，產(chǎn)生很高的加速度，從而與從白洞內(nèi)高速向外噴射的物質(zhì)微粒相碰撞，產(chǎn)生巨大的能量輻射。X射線、宇宙射線、射電爆發(fā)及雙射電源等高能現(xiàn)象，都可看成是白洞與其周圍吸積物質(zhì)相互作用的結(jié)果。用白洞模型解釋宇宙背景X射線和γ射線的來源，也得到了與觀測(cè)結(jié)果相近的能譜。
白洞內(nèi)膨脹物質(zhì)所發(fā)出的輻射具有紫移特征，尤其在最初膨脹階段，這種紫移表現(xiàn)得特別明顯。對(duì)于白洞的起源，一種看法認(rèn)為，白洞內(nèi)的超密物質(zhì)由引力塌縮形成黑洞時(shí)獲得，它們經(jīng)過某種內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成膨脹狀態(tài)，而又從中心奇點(diǎn)向外拋射出來;比較流行的看法認(rèn)為，白洞來源于整個(gè)宇宙的大爆炸。當(dāng)宇宙由超高密態(tài)爆炸時(shí)，由于爆炸的不均勻性，有些超密態(tài)物質(zhì)在拋出后仍處于奇點(diǎn)狀態(tài)，它們可以等待一定的時(shí)間以后才開始膨脹和爆發(fā)，而成為新的局部膨脹核心。有些核心的爆發(fā)時(shí)間已延遲了1010年(10000000000年，合100億年)左右，它們一旦爆發(fā)就形成了今天所能觀察到的類星體或其他高能天體，故白洞又稱為“延遲核”。隨著宇宙學(xué)的發(fā)展，人們將進(jìn)一步揭開它的奧秘。
白洞的性質(zhì)
從定義上來說，白洞與黑洞是物理學(xué)家們根據(jù)黑洞在愛因斯坦的廣義相對(duì)論上所提出的“假想”物體，或一種數(shù)學(xué)模型。物理學(xué)界
和天文學(xué)界將白洞定義為一種超高度致密物體，其性質(zhì)與黑洞完全相反。白洞并不是吸收外部物質(zhì)，而是不斷地向外圍噴射各種星際物質(zhì)與宇宙能量，是一種宇宙中的噴射源。簡(jiǎn)單來說，白洞可以說是時(shí)間呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)的黑洞，進(jìn)入黑洞的物質(zhì)，最后應(yīng)會(huì)從白洞出來，出現(xiàn)在另外一個(gè)宇宙。由于具有和“黑”洞完全相反的性質(zhì)，所以叫做“白”洞;又因?yàn)楹诙吹囊κ沟霉庖矡o法逃脫，而白洞和黑洞是完全相反的(連光也會(huì)被排斥掉)，所以呈現(xiàn)為白色，叫做白洞。它有一個(gè)封閉的邊界,聚集在白洞內(nèi)部的物質(zhì)，只可以向外運(yùn)動(dòng)，而不能向內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。因此，白洞可以向外部區(qū)域提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部區(qū)域的任何物質(zhì)和輻射。白洞是一個(gè)強(qiáng)引力源，其外部引力性質(zhì)與黑洞相同。
白洞可以把它周圍的物質(zhì)吸積到邊界上形成物質(zhì)層。白洞學(xué)說主要用來解釋一些高能天體現(xiàn)象。當(dāng)前天文學(xué)家還沒有實(shí)際找到白洞，還只是個(gè)理論上的名詞。白洞是理論上通過對(duì)黑洞的類比而得到的一個(gè)十分“學(xué)者化”的理論產(chǎn)物，更多的表現(xiàn)為一種數(shù)學(xué)模型。
和黑洞完全不一樣，白洞不會(huì)吸收任何物體，相反的，白洞會(huì)不斷釋放出物質(zhì)，包括基本粒子和場(chǎng)。
白洞和黑洞一樣，有一個(gè)封閉的“視界”。不過和黑洞不一樣，時(shí)空曲率在這里是負(fù)無窮大，也就是說，在這里，白洞對(duì)外界的斥力達(dá)到無窮大，即使是光筆直向白洞的奇點(diǎn)沖去，會(huì)被其彈回，所以它不可能進(jìn)入白洞一步。
理論上，白洞也可以根據(jù)是否旋轉(zhuǎn)，是否帶有電荷而區(qū)分類型，但是理論物理學(xué)家們認(rèn)為，白洞的無窮大的斥力會(huì)迫使白洞不帶有任何電荷，因?yàn)殡姾珊苋菀拙捅悔s到了視界外。而旋轉(zhuǎn)，也被認(rèn)為是不可能的。不過白洞看來只可能是一種想象中的產(chǎn)物。因?yàn)槿绻锥床晃杖魏挝矬w而僅僅是噴射物質(zhì)(能量)，那么無論這個(gè)白洞的質(zhì)量有多大，它的物質(zhì)也會(huì)很快地被噴射光。
當(dāng)然，物理學(xué)家們也為白洞提供了幾個(gè)存在的想法，其中有的人認(rèn)為白洞和黑洞通過蟲洞連接，從而使母宇宙和嬰兒宇宙之間獲得聯(lián)系。關(guān)于這種機(jī)制，可以參考關(guān)于“時(shí)間蟲洞”的概述(詳見霍金的《果殼中的宇宙》)。
白洞是否存在
到目前為止，“白洞”還只是個(gè)理論名詞,科學(xué)家并未實(shí)際發(fā)現(xiàn)。在技術(shù)上，要發(fā)現(xiàn)黑洞，甚至超巨質(zhì)量黑洞，都比發(fā)現(xiàn)白洞要容易的多。也許每一個(gè)黑洞都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的白洞!但我們并不確定是否所有的超巨質(zhì)量的“洞”都是“黑”洞，也不確定白洞與黑洞是否應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。但就重力的觀點(diǎn)來看，在遠(yuǎn)距離觀察時(shí)兩者的特性則是相同的。
當(dāng)人們有了很復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具來分析這些相關(guān)方程式，他們發(fā)現(xiàn)了更多。在這個(gè)簡(jiǎn)單的情形下時(shí)空結(jié)構(gòu)必須具備時(shí)間反演對(duì)稱性，這意味著如果你讓時(shí)間倒流，所有一切都應(yīng)該沒什么兩樣。因此如果在未來某個(gè)時(shí)刻光只能進(jìn)不能出，那過去一定有個(gè)時(shí)刻光只能出不能進(jìn)。這看上去就像是黑洞的反轉(zhuǎn)，因此人們稱之為白洞，雖然它只是黑洞在過去的一個(gè)延伸。(更奇怪的是：在世界里面似乎應(yīng)該還有一個(gè)宇宙，雖然這里用“里面”可能不太確切。)時(shí)間在白洞里面是存在的，但既然你不能進(jìn)去，那你只有出生在里面才能知道了。
但在現(xiàn)實(shí)中，白洞可能并不存在，因?yàn)檎鎸?shí)的黑洞要比這個(gè)廣義相對(duì)論的簡(jiǎn)單解所描述的要復(fù)雜得多。他們并不是在過去就一直存在，而是在某個(gè)時(shí)間恒星坍塌后所形成的。這就破壞了時(shí)間反演對(duì)稱性，因此如果你順著倒流的時(shí)光往前看，你將看不到這個(gè)解中所描述的白洞，而是看到黑洞變回坍塌中的恒星。
我們知道，由于黑洞擁有極強(qiáng)的引力，能將附近的任何物體一吸而盡，而且只進(jìn)不出。如果，我們將黑洞當(dāng)成一個(gè)“入口”，那么，應(yīng)該就有一個(gè)只出不進(jìn)的“出口”，就是所謂的“白洞”。黑洞和白洞間的通路，也有個(gè)專有名詞，叫做“灰道”(即“蟲洞”別名“硅洞”)。雖然白洞尚未發(fā)現(xiàn)，但在科學(xué)探索上，最美的事物之一就是許多理論上存在的事物后來真的被人們發(fā)現(xiàn)或證實(shí)。因此，也許將來有一天，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類的不斷探索，天文學(xué)家會(huì)真的發(fā)現(xiàn)白洞的存在呢!
與黑洞的關(guān)系 白洞與黑洞是相輔相成的，是對(duì)立統(tǒng)一的。沈葹在《黑洞、白洞交相襯映》一文中對(duì)黑洞與白洞的相互關(guān)系作了如下論述：“霍金著眼于黑洞，但他的假說或可給予黑洞、白洞相互轉(zhuǎn)化之設(shè)想以便宜。當(dāng)然此設(shè)想主要還是出于黑洞、白洞之對(duì)稱性的思考;因?yàn)槲镔|(zhì)坍縮成一個(gè)中心奇點(diǎn)、與物質(zhì)從一個(gè)中心奇點(diǎn)里爆發(fā)出來，本是相反相成的兩個(gè)過程，所以從黑洞瞬即轉(zhuǎn)化成白洞，似乎還是可能實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于宇宙演化，我們且作如下嘗試性解釋。從廣義相對(duì)論演繹得出的一種演化模式，把宇宙假設(shè)為從原始火球的大爆炸中誕生，接著便膨脹，脹到最大，再轉(zhuǎn)變成坍縮，縮到最小;爾后又發(fā)生第二次爆炸及其脹、縮過程;如此循環(huán)反復(fù)。對(duì)此模式，可否把每次爆炸的原始火球看作為一個(gè)原始白洞，而它是上一次坍縮過程的終止黑洞瞬即轉(zhuǎn)化來的。起始點(diǎn)和終止點(diǎn)就是這白洞和黑洞的中心奇點(diǎn)。”這段論述包含了深刻的辯證邏輯思想。
根據(jù)上述情況，可以得出以下結(jié)論：
第一，黑洞是宇宙間吸引的一種極端現(xiàn)象和形式，它的直接結(jié)果是“大坍縮”，與之相反，白洞則是宇宙間排斥的一種極端現(xiàn)象和形式，它的直接結(jié)果是“大爆炸”或“大膨脹”。兩者缺一不可，緊密相聯(lián)，相輔相成，相互轉(zhuǎn)化，對(duì)立統(tǒng)一。
第二，黑洞與白洞是通過某種“極變機(jī)制”(蟲眼機(jī)制等)相互轉(zhuǎn)化的，由于這種相互轉(zhuǎn)化的存在，使得量子階梯中的所有物質(zhì)現(xiàn)象得以產(chǎn)生、發(fā)展和消亡。在這個(gè)過程中，既沒有一成不變的永恒事物，也沒有只出現(xiàn)一次就永遠(yuǎn)絕滅的東西。產(chǎn)生了的東西會(huì)消亡，消亡了的東西又會(huì)產(chǎn)生，如此循環(huán)不止。
第三，黑洞與白洞的相互轉(zhuǎn)化是宇宙演化最根本、最重要的動(dòng)力根源。它們兩者的存在和轉(zhuǎn)化，是“吸引和排斥這一個(gè)古老的兩極對(duì)立”的生動(dòng)體現(xiàn)，是萬物變化最深層次的總根源。
黑洞就象宇宙中的一個(gè)無底深淵，物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，就再也逃不出來。根據(jù)我們熟悉的“矛盾”的觀點(diǎn)，科學(xué)家們大膽地猜想到：宇宙中會(huì)不會(huì)也同時(shí)存在一種物質(zhì)只出不進(jìn)的“泉”呢?并給它取了個(gè)同黑洞相反的名字，叫“白洞”。
科學(xué)家們猜想：白洞也有一個(gè)與黑洞類似的封閉的邊界，但與黑洞不同的是，白洞內(nèi)部的物質(zhì)和各種輻射只能經(jīng)邊界向邊界外部運(yùn)動(dòng)，而白洞外部的物質(zhì)和輻射卻不能進(jìn)入其內(nèi)部。形象地說，白洞好像一個(gè)不斷向外噴射物質(zhì)和能量的源泉，它向外界提供物質(zhì)和能量，卻不吸收外部的物質(zhì)和能量。
白洞到目前為止，還僅僅是科學(xué)家的猜想，還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據(jù)。在理論研究上也還沒有重大突破。不過，最新的研究可能會(huì)得出一個(gè)令人興奮的結(jié)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(zhì)，而在另一端則噴射物質(zhì)，就像一個(gè)巨大的時(shí)空隧道。
科學(xué)家們證明了黑洞其實(shí)有可能向外發(fā)射能量。而根據(jù)現(xiàn)代物理理論，能量和質(zhì)量是可以互相轉(zhuǎn)化的。這就從理論上預(yù)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，還為時(shí)過早。但是，科學(xué)家們每前進(jìn)一點(diǎn)，所取得的成績(jī)都讓人激動(dòng)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后。
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