宇宙中有黑洞,理論預測也應存在白洞,什麼是白洞呢?

2020-12-06 科技領航人

如果你曾經看過科幻電影,或者你對天文感興趣的話,那麼你肯定遇見過"黑洞"這個詞。"黑洞"概念只出現了一個世紀,然而它們卻成為宇宙中最迷人、最神秘的現象之一。然而,"黑洞"遠非最奇怪的:這種區別可能屬於"黑洞"理論雙胞胎——白洞。不過為了更好地理解什麼是白洞,先來認識什麼是黑洞。

什麼是黑洞?

在我們開始闡述白洞這個極為奇怪的概念之前,我們應該建立對黑洞的更好地理解。黑洞就是一個引力怪獸,像宇宙的吸塵器一樣,會無情地吸取一切觸手可及的東西。它們的拉力非常大,以至於光一旦越過黑洞的事件視線即無法返回,光會被黑洞線本身就無法逃脫。

黑洞無法直接觀察到,因為沒有光或輻射可以從它們的吸引力中逸出,但是由於它們對它們周圍恆星體的引力作用,我們能夠找到它們。例如,據信每個星系在其中心都有一個超大質量黑洞,它可能與星系本身同時形成。這些黑洞的質量超過一百萬個太陽的質量,但被壓縮成一個太陽大小的球!該「球」被稱為奇點,即無限密度的集中點。

中型黑洞(稱為恆星黑洞)是在恆星的生命盡頭經歷過超新星的揮發性膨脹、收縮和爆炸後形成的。並非所有恆星都會經歷這種戲劇性的死亡,但是最大的恆星總是如此。最後,從理論上講,最小的黑洞(通常稱為原始黑洞)是在宇宙大爆炸之後的最初幾瞬間形成的。它們可能小到一個原子,卻包含整個山峰的質量。

1916年由愛因斯坦(AlbertEinstein)首次提出理論,研究黑洞的挑戰使它們成為宇宙之謎,但是引力理論和量子力學的許多元素都與黑洞的概念和奇怪的物理學有關。

1970年代中期,著名物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)提出了有關黑洞的更有趣的發展理論之一。他對霍金輻射進行了理論化,霍金輻射是一種從黑洞中「洩漏」出來的能量。這導致人們猜測黑洞最終會枯萎並「死亡」,這使得對黑洞的討論在過去的幾十年中變得更加有趣和流行。

什麼是白洞?

如上所述,白洞是黑洞的理論對立面。從理論上講,它們的存在基於與黑洞完全相同的數學和廣義相對論概念,儘管我們還沒有找到宇宙中的白洞穩定例子。如果您要從遠處觀察到一個白洞,它看起來非常像一個黑洞,它正相反地起作用,光和物質從本來看起來像黑洞的地方緩慢噴出。從理論上講,沒有任何東西可以穿透白洞的事件視界,就像沒有任何東西可以從黑洞的事件視界內逃逸一樣。

白洞的巨大謎團(按照目前的理論)是,沒有任何東西可以影響白洞的內容、奇點,這意味著無限過去的某些元素可以會影響我們的現在,但無論我們多努力,我們都不能對它產生任何影響。

在討論黑洞時,時間,空間,質量和密度的概念變得更加複雜,因為它們仍然籠罩在謎團中,這在很大程度上是由於廣義相對論和愛因斯坦場方程所提出的預測和理論所致。人們認為,黑洞可以將時間和空間摺疊到自己的位置,以至於它們完全阻礙了我們可訪問的現實。

從理論上講,白洞將是相反的情況,甚至可能作為黑洞的「另一面」存在,而黑洞又發散到宇宙中的其他地方(類似於蟲洞)或完全進入另一個宇宙。在霍金(Hawking)通過霍金輻射揭示黑洞耗散現象之後,人們提出了一個重要的問題:如果無法破壞宇宙中的物質/信息,當黑洞消逝時會發生什麼。一些理論認為,在黑洞壽命結束時(可能是未來數百萬年),它會像白洞一樣「反彈」。這是質量消失悖論的一個很好的解決方案。

其他研究人員專注於原始黑洞,他們認為,由於時空彎曲成一個黑洞,因此許多這些原始黑洞可能會一直波動成白色洞,以維持短暫的爆發,即使只有少數爆發 瞬間。有人認為,我們在宇宙遙測中發現的超新星實際上可能是這些白洞的傳播!

也有一些科學家提出白洞與我們在宇宙中發現的大量暗物質有關。我們沒有關於此物質的起源或構成的任何解釋,只發現它對周圍空間的引力作用。儘管暗物質和白洞(理論上會散發神秘物質/能量)之間的直接聯繫仍然鬆散且完全未經證實,但這是值得考慮的有趣環節。

但是,所有這些思想都嚴格按照理論是有原因的。「反向黑洞」的想法與經統計證明的事實相反,即宇宙是熵的,這意味著宇宙趨向於混亂而不是有序。如果將白洞外推到其自然終點,則在將其包含的所有物質推出後,它應重新形成最初爆炸形成黑洞的恆星。這違反了我們目前對物理學和宇宙本質所知的一切。

總結

儘管白洞為進行有趣的思想實驗提供了便利,並且似乎在理論計算中得到了證明,但我們不能憑任何證據證明它們存在於這個宇宙(或任何其他宇宙)中。但是,對於天文學來說,這是一個令人激動的新時代,因為越來越多的更好的衛星和儀器不斷上線使用,並有望提供比人類前所未有的更多有關宇宙的信息和真相。像之前的許多其他「瘋狂」想法一樣,也許白洞理論只是在等待被證實,而事實卻潛伏在我們宇宙的神秘陰影之中。

相關焦點

  • 宇宙中有黑洞和白洞,白洞是什麼呢?工作原理又是什麼呢?
    如果黑洞不能真正地變成它們的同類,它們可以是穿越時空隧道,另一邊的空間和時間。其著名的理論認為,黑洞可能是通往宇宙其他部分的通道,甚至新宇宙都是完全可能的。如果這是真的,在隧道的另一端有一個白色的洞。這時你會發現的。你在不知不覺中穿過一個黑洞而不是死亡。不幸的是,由於重力和輻射,以及任何這樣的路徑可能會在你進入它的時候立即崩潰,要測試這個想法幾乎是不可能的。
  • 宇宙中有黑洞,與黑洞相對的是白洞,白洞有多強?
    黑洞是宇宙中客觀存在的一種強大天體。而最初人類並沒有能力去尋找和觀測黑洞,黑洞在人類世界是以純理論的形式出場的。為黑洞提供理論支持的人是愛因斯坦,而將黑洞呈現在人類面前的人是史瓦西。由於恆星若想坍縮為黑洞,其坍縮速度將會超越光速,所以大多數的科學家並不認為黑洞是一種能夠在真實世界中存在的天體,始終只認為它是一種理論上的天體,而後,隨著物理學的發展,科學家們發現了不需要超越光速,恆星也可以坍縮為黑洞,於是越來越多的人開始相信黑洞是真實存在的。
  • 宇宙中有黑洞,與黑洞相對的是白洞,白洞有多強?
    黑洞是宇宙中客觀存在的一種強大天體。而最初人類並沒有能力去尋找和觀測黑洞,黑洞在人類世界是以純理論的形式出場的。為黑洞提供理論支持的人是愛因斯坦,而將黑洞呈現在人類面前的人是史瓦西。由於恆星若想坍縮為黑洞,其坍縮速度將會超越光速,所以大多數的科學家並不認為黑洞是一種能夠在真實世界中存在的天體,始終只認為它是一種理論上的天體,而後,隨著物理學的發展,科學家們發現了不需要超越光速,恆星也可以坍縮為黑洞,於是越來越多的人開始相信黑洞是真實存在的。
  • 黑洞、蟲洞、白洞,三個宇宙中神秘的存在,但最奇怪的是白洞
    蟲洞不像黑洞那樣具有著強大的引力源,撕碎一切,蟲洞沒有視界,所以只要進入其中的物體不會出現什麼狀況,霍金認為蟲洞是時空產生的裂隙,在每個角落都存在,即使是我們的周圍,但由於太過細小,肉眼根本看不見。黑洞如果是大坍縮的話,那麼白洞就是大膨脹,甚至有理論認為當初的宇宙大爆炸即是白洞的大膨脹而已。與黑洞相反,白洞這裡時空曲率負無窮大。白洞不吸收任何物質,由於它與黑洞一樣也有一個強大的引力源,白洞會將物質吸引到周圍形成物質殼,不會再靠近半步。
  • 白洞和黑洞有什麼聯繫?為什麼白洞比黑洞還要恐怖?
    宇宙中不僅存在黑洞,還有白洞,對於黑洞相信每個人都應該有所了解或聽說一些,但是你知道白洞是什麼嗎?它與黑洞有何不同?它們之間有什麼聯繫?首先,我們需要先了解這兩個「洞」的含義。白的反面是黑,所以單從字面上來說,我們就知道,白洞與黑洞有著完全不同的性質,黑洞的照片都已拍攝下來,黑洞的存在也已得到證實,那麼,白洞是否也存在?在宇宙中,黑洞是最恐怖的天體,因為它的引力場極其強大,甚至是以光速飛過的光線,只要是在黑洞的臨界視界內,都不可能逃逸出來,所以說,黑洞是可以吞噬一切的無底洞,而且是只吞不吐。
  • 在宇宙中,白洞這個理論中的天體,是否真的存在
    在宇宙中,白洞這個理論中的天體,是否真的存在什麼是白洞?如果對天文學有興趣的人,可能會聽說過這個術語。它是在宇宙中相對於黑洞提出的一個理論天體。那麼白洞是否真實存在?根據學術名不難看出,白洞是黑洞的對立面。你無法逃離黑洞,那麼也無法進入白洞。自20世紀70年代,天體物理學家就提出了「白洞」的理論。根據愛因斯坦推測,宇宙是無限的且由多維時空組成,這意味著宇宙中有許多高緯度和低緯度的穿插空間,白洞可能存在於扭曲的多維時空中。在愛因斯坦的廣義相對論中,他闡述了如果宇宙中有黑洞,就一定有白洞,黑洞白洞是貫穿的。
  • 你知道宇宙中還有一種白洞嗎,白洞和黑洞有什麼密切關係?
    雖然白洞的知名度還沒有黑洞那麼高、那麼響,在愛因斯坦的廣義相對論中預言到的兩種天體,黑洞是人們早已熟知的,而人們對於白洞則比較陌生,可是,它仍然是當代天文學家和愛好者關注的熱點:關於「白洞是怎樣形成的」「壽命有多長」、「宇宙中有多少白洞」等一系列的問題,即令人困惑,也讓人著迷。在科幻的世界中,許多宇宙飛船從黑洞進入,經白洞飛出,從而完成了神奇的宇宙冒險。
  • 白洞與黑洞有關聯?宇宙起源又起爭議,難道它真的起源於白洞?
    白洞與黑洞有關聯嗎?宇宙起源又起爭議,難道它真的起源於白洞?從黑洞的照片出現之後,我們對它的了解也變得細緻起來。黑洞在宇宙中,是一種十分恐怖的存在,它強大的吸引力,會讓很多星體靠近它,就連光也無法逃出魔掌。
  • 白洞和,黑洞,有什麼關係?
    文/阿魚【原創首發,禁止複製抄襲,違者必究】白洞到底是什麼呢,跟黑洞不一樣,至今為止人類對白洞的觀察仍然一無所獲。有的科學家認為它與黑洞有著密不可分的關係,白洞之所以被命名是因為根據廣義相對論的預言,它的性質與黑洞是相對的。
  • 「白洞」和「黑洞」有何不同?理論中的超級天體:不可能中的可能
    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。
  • 黑洞與白洞連在一起可以穿越時空?白洞是個怎樣的存在?
    今年我們人類第一次拍攝到了黑洞的照片,以往僅僅停留在印象上謎一樣的存在有了可以讓我們能夠進行辨識的表象。而最近隨著諾貝爾獎的頒發,人們的目光再次聚焦浩瀚的宇宙。一代代天文學家窮其一生探索著地球之外的無盡黑暗,也是在為人類尋找著更多的可能。
  • 黑洞和白洞是一體的嗎?黑洞吞噬物質,白洞排斥物質?
    首先,白洞其實是人類所想像出來的假想天體。而在以前,白洞與黑洞都是是物理學家們根據黑洞在愛因斯坦的廣義相對論上所提出的「假想」物體,在前段時間,人類觀測到首張黑洞照片,證實了黑洞的存在。但是白洞呢?目前沒有證據證明存在黑洞的對立天體---白洞。
  • 黑洞,白洞,蟲洞的理解?
    我們無法通過光的反射來觀察它,只能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。科學家認為,黑洞是死亡恆星或爆炸氣團的剩餘物,是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。什麼是白洞?白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞,進入黑洞的物質,最後應會從白洞出來,出現在另外一個宇宙。由於具有和「黑」洞完全相反的性質,所以叫做「白」洞。它有一個封閉的邊界。
  • 為什麼有人說白洞比黑洞更可怕?
    大家都聽過黑洞,但是知道白洞的人可能就很少了。白洞是什麼呢?為什麼這樣一個天體我們從來沒有聽說過呢?它究竟是一個怎樣的存在,為什麼會比黑洞更可怕呢?我們先來複習一下黑洞是什麼。黑洞黑洞是宇宙中引力極強的一種天體,具有一個界面叫做「視界」,所有的事物一旦進入到了這個視界當中,就無法逃脫,包括光,進入黑洞相當於進入到了一個萬劫不復的境地。根據理論的推導,黑洞是在恆星死亡的時候坍塌而成的,但是這顆恆星並不是普通恆星,它需要是一顆超大質量恆星才有可能坍塌成黑洞,否則更可能變成白矮星或者中子星。
  • 與黑洞相對的白洞到底是否存在著?
    我們都知道黑洞宇宙裡最強大的天體,它是一可以吞噬一切的存在,那麼到底有沒有一個和它相對的存在呢?別著急,聽院長慢慢道來。上世紀初,黑洞有了明確的概念,它是一種引力大到時光曲率都無法逃脫的天體,當然這只是經典意義上的黑洞,真正的黑洞是廣義相對論推理出來的天體,我們知道根據愛因斯坦的廣義相對論,可以知道不存在引力,引力的效果無非是扭曲了,或者說它壓縮了周圍的時空,沒錯這就是真正的黑洞。
  • 理論上的「白洞」和實際存在的黑洞
    有科學家這樣設想。既然宇宙中存在黑洞那必然有與之對應的「白洞」。黑洞和白洞連接在一起。但卻擁有相反的功能。黑洞負責把物質吸進去。經過一個叫奇異點的東西。再由白洞「吐」出來。進入到另一個宇宙空間。物質進入黑洞到白洞的過程。
  • 黑洞的另一邊是白洞?那蟲洞呢?它們有什麼不同?
    我們比較這兩次,似乎人類存在的時間仍然太短,重要的是要知道6500萬年前滅絕的恐龍控制了地球表面的陸地生態系統超過1.6億年。雖然我們人類出現晚了,而且存在的時間不長,但我們人類的發展速度,在這麼短的時間內,我們人類幾乎成為地球的主人。但我們發展得越多,就越覺得我們的文明不夠,因為我們人類的腳步已經走出了這個地球。
  • 黑洞裡面是什麼? 有沒有白洞存在呢?
    黑洞就是釋放能量後的恆星,當黑洞吸收到足夠多的能量時,就會爆炸,變成白洞,把物質和能量還給宇宙,黑洞真正消失。同時黑洞的體積很小,只有一個質子大小,要吸收到足夠多的能量,所需要的時間是恐怖的,所以現在還沒有白洞出現。
  • 宇宙三大洞穴:黑洞、白洞、空洞,宇宙中最神秘的存在!
    文/玉濁清宇宙三大洞穴:黑洞、白洞、空洞,宇宙中最神秘的存在!宇宙是神秘的,自古以來人們就從未停止過探索宇宙的腳步,隨著科技的發展,人們越來越多的將目光投向了宇宙,在宇宙中存在著各種各樣人們至今還不能了解的東西,就比如說黑洞。
  • 「白洞」是什麼?這個理論從何而來?它與黑洞又有什麼關係?
    在廣義相對論中,白洞是一種理論推測出來的時空區域,物質與光線無法進入這個區域中,但是可以從這個區域中向外出現。白洞的性質與黑洞相反,光與物質可以進入黑洞中,但是無法從黑洞中離開。這個理論最早由伊戈爾·諾維科夫在1964年提出的假設。