如今是2020年,我們對黑洞的了解還很表面,黑洞理論提出大半個世紀了,但是直到去年,我們才間接地拍到了黑洞的真實面目。在對黑洞還一知半解的條件下,科學家們卻開始了對另一種極端天體「白洞」的研究。
「白洞」現階段作為一種純理論性可能存在的天體,正是今天我們要聊的話題。從性質上來看,白洞是一種與黑洞性質徹底相反的神奇天體,我們只能夠通過研究黑洞,來間接地推測白洞可能具有的性質。
我們知道黑洞是一個密度超大,體積卻極小的天體,其中心是一個密度接近無窮大的奇點,這樣的性質導致黑洞的引力是極大地,在其視界範圍內,就連光也無法逃脫他的引力捕捉。
而白洞則恰好相反,這是一種能夠不斷向外拋射各種星際物質和宇宙能量的極端天體。我們可以這麼來看,白洞是時間呈現反轉的黑洞,所有進入黑洞的物質,最終都會從白洞中出現。
當然,現階段白洞的存在比蟲洞還不靠譜,只能存在於數學領域,是一種純理論模型,完全基於數學計算而存在。很多物理學家其實是明確反對「白洞」存在的,因為它違反了熱力學第二定律。
熱二定律告訴我們,宇宙是一個封閉的系統,宇宙的熵是自發上升的,永遠不會出現熵減的情況。那熵又是什麼呢?我們可以簡單理解為一種無序度,熵增的意思是,隨著時間的發展,一個封閉的系統會自發地變得混亂,比如一壺開水會自動變冷,一個沒人打掃的乾淨房間就算沒人居住也會慢慢變得凌亂。
黑洞可以通過花費一段時間將一顆恆星吞沒,只留下一絲絲輻射,這是一個熵增的過程,是物理學規律所允許的,而白洞的拋射過程是一個熵減小的過程,理論上是無法存在的。但是即可原理如此清晰明確,卻依舊有科學家相信白洞的存在,甚是還相信宇宙中,白洞是先於黑洞存在的。
其實,愛因斯坦的廣義相對論不僅僅預言了黑洞的存在,其實它也是白洞存在的理論支撐之一。相對論告訴我們,如果時間是「朝前方」發展的,那麼就一定可以「逆方向」發展,當一個黑洞在時間上逆向,就是一個白洞了。但是白洞是違法物理規律的,所以科學家們認為,就算白洞真的存在,也是不穩定的,極有可能在出現的瞬間就消失了。
其實,科學家們也發現過一些奇怪的現象。2006年,NASA的斯威夫特衛星就曾探測到過一次巨大的伽馬射線暴,這次射線暴持續的時間竟然達到了102秒。科學家們認為,一顆恆星發生超新星爆炸,是無法產生如此長時間的伽馬射線暴的,至於是不是白洞的坍縮,科學家也沒有直接的證據。
白洞究竟存在與否,還需要人類進一步的計算觀測,但是物理學家們對白洞的性質還是做了進一步的預測。有些科學家認為,「類星體」的核心有可能是一個白洞,當白洞內超密態物質向外噴射時,就會同它周圍的物質發生猛烈的碰撞,從而釋放出巨大能量。由此推斷,有些X射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象,可能會與白洞的這種效應有關。
現階段,白洞儘管在實際中無法存在,但是在學術理論上還是可以的,至於未來白洞理論的發展方向是怎樣的,我們只能期待科學家們有更多的發現了。那麼現階段,你相信「白洞」這種奇異天體的存在嗎?