宇宙中有黑洞,理論預測也應存在白洞,什麼是白洞呢?

2021-01-19 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

  • 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?
    具體地說,白洞可以向外界提供物質和能量,卻不吸收外部的任何物質和輻射。因此,在天文學界白洞有了「宇宙中最慷慨的怪物"的稱號。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。
  • 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。但是這個理論中的天體在2019年的4月10日被證明了,人類第一次拍攝到了黑洞的照片。
  • 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。黑洞是宇宙中密度最大的天體之一,所以黑洞的曲率很大,大到連光都無法從其事件視界中逃脫。白洞那麼白洞是什麼呢?需要注意的一點是,白洞目前仍處於理論模型的基礎,並沒有任何觀測結果能夠證明白洞的存在,就像暗物質一樣,是人類為了解釋某些現象而引入的天體。
  • 白洞與黑洞之間存在著怎樣的聯繫?
    白洞和黑洞有相似的地方,他們都有一個封閉的邊界,聚集在白洞內的物質,只可以經邊界向外運動,而不能反向運動。白洞是宇宙中的噴射源,白洞可以向外部區域提供物質和能量,但不能吸收外部區域的任何物質和輻射,因此白洞是一個只發射、不吸收的特殊天體。也有一種說法是進入黑洞的物質終究會從白洞出來。
  • 宇宙中生命的象徵——「白洞」,它和黑洞相反,給宇宙帶來物質
    宇宙,是人類已知空間的總稱,也是所有物質和時空的總和,人類的全部文化和全部記憶,都在這片時空中,在宇宙之外存在什麼,或許是人類永遠無法解釋的難題。在無窮的宇宙中,存在無法計數的天體。當這些行星在宇宙中的分布也存在一定的規律。
  • 黑洞的一個性格惡劣的雙胞胎妹妹-白洞
    綜上述可知,在宇宙之中,黑洞可以說是沐浴在美光燈焦點之下的存在了。然而你知道這樣受歡迎的黑洞其實有一個性格惡劣的雙胞胎妹妹-白洞嗎?白洞是一個時空區域,而且沒有任何物體可以進入裡面。白洞和黑洞恰好相反,是物質與光線放射出來的一個區域。也就是說如果我們把黑洞的一生拍攝起來再把影片倒回去播放,就會變成白洞的一生了。這種事情是有可能的嗎?你是不是已經覺得有一點混亂了呢?
  • 白洞是什麼?白洞能讓時間倒流嗎?不可能中的可能是否存在?
    白洞和黑洞正好是相反的兩個天體,黑洞是體積無限小密度無限大的天體,他的中心是個密度無限大的奇點,能吞噬自己身邊所有的物體,包括光和一些看不見的物質。而白洞,存在於奇點的另一頭, 會源源不斷地向外噴射物質和能量,所有物質和光都無法進入白洞之中,黑洞吞噬的所有物質都被他吐了出來。
  • 白洞是什麼?白洞能讓時間倒流嗎?
    所以,在熱力學第二定律上這個白洞理應是不存在的,但愛因斯坦的相對論卻為白洞存在提供了理論依據。 相對論認為,時間既然能夠往前走,必然也能朝後走,萬事皆有對立面,所以,既然有黑洞吞噬物質,必然就有白洞來負責吐出這些物質。
  • 黑洞的「情侶」白洞是什麼?如果兩者相撞會有什麼後果?結果令人咋舌!
    黑洞,宇宙中最令人恐怖的天體。它引力極其強大,使得視界內的逃逸速度大於光速,讓它能夠吞噬著它周圍的一切。 早在上世紀初,黑洞有了明確的概念,它是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體。
  • 科學界又多一個研究方向,我們生存在白洞中,宇宙是白洞一小部分
    科學界又多一個研究方向,我們生存在白洞中,宇宙是白洞一小部分經常我們就會在很多聲音裡聽到「黑洞」這個詞語,甚至很多科幻電影裡時有出現!它是誕生於現代的廣義相對論之中的,一種理論存在的天體,特性就是一個無限多的物質集中在一個地方,形成的一個「視界」,這個視界的特性是吸收包括光在內的所有物質!白洞看名稱就知道,它的特性是跟黑洞完全相反的存在。其中關於宇宙起源,是奇點大爆炸學說佔據上風,顯然事實上遭到很多科學家的質疑!
  • 黑洞與白洞誰更厲害,當兩強相遇,會發生什麼?
    黑洞:暗黑之界,吞噬萬物黑洞雖然肉看無法看見,但是它在宇宙中是神秘地存在的,它就是一個無底洞,理論上密度無限大、熱量無限高、體積無限小。只要進入黑洞,任何物體都會被撕裂分解,就連光線都無法逃離。白洞:宇宙中的噴射源當你覺得黑洞很恐怖很瘋狂的時候,還有一種天體更誇張更恐怖地存在著,它就是白洞。科學家推論白洞存在於一個扭曲的多維度時空中。白洞內的超密物質由引力坍塌形成黑洞時獲得,從內部某種矛盾運動轉變成膨脹狀態,從中心奇點向外拋射出來。
  • 大家都知道黑洞,但是有人聽說過白洞嗎?
    前排的童鞋先別舉手,小編今天說的可不是火箭隊的臺詞,而是宇宙中黑洞的反面,一種比黑洞更神秘的天體,廣義相對論所預言的天體——白洞。白洞,是一個很有趣的觀點。說白洞之前,我們先一起複習黑洞。黑洞也是廣義相對論所預言的一種天體,雖然我們還無法直接探測黑洞,但種種間接證據表明,黑洞在宇宙中是廣泛存在的。
  • 傳說中的白洞在哪裡?宇宙中能找到嗎?是上百億光年外的類星體?
    如果說宇宙中黑洞吞噬一切物質,那白洞是否會吐出一切物質?黑洞曾經是廣義相對論預言中的天體,當然隨著天鵝座X-1以及發現越來越多的黑洞,再是2019年4月10晚上的M87*黑洞的實錘,至此全世界都確信黑洞是宇宙中普遍存在的天體!那麼白洞呢?
  • 黑洞、白洞、蟲洞分別是什麼意思?你都了解了嗎?
    黑洞或許是普通百姓對於天文物理最熟悉的天體,但也是最陌生的天體。黑洞是愛因斯坦預言的天體,愛因斯坦的確是個偉大的人,它的相對論幾乎為整個宇宙學開了先河。愛因斯坦也是一位傑出的預言家,並且沒有古人的經驗,卻做出了後無來者的準確預言,黑洞,就是其中之一的產物,其他著名的預言還有引力波等。
  • 科學家提出,宇宙本身可能是一個「白洞」,這是怎麼回事?
    黑洞是宇宙中的深淵,那麼白洞就像是宇宙的「噴泉」,科學家認為,黑洞內部可能和其他的宇宙相互連接在一起,在另一個宇宙中我們的黑洞就變成了白洞,不斷地向另外一個宇宙噴射各種物質,在黑洞和白洞之間,存在一個通道,這個通道可能高於三維,人類無法理解。
  • 白洞是是怎樣產生的?看科學家怎麼說
    而黑洞已被證明起存在,上篇內容已經介紹過。那麼白洞存在與否,科學家還未能給出相應的證據。黑洞能夠不斷吸收外界物質是因為引力影響,那麼?白洞產生的原因有時什麼呢?一部分科學家認為白洞起源於宇宙大爆炸。按照當今主流的宇宙起源學說,我們的宇宙起源於密度無限大、體積無限小的一個奇點,在某一時刻奇點發生大爆炸,然後不斷膨脹冷卻形成了我們如今的宇宙。
  • 黑洞隨想,它的後門是白洞嗎?我們何不帶著黑洞去流浪
    黑洞是宇宙中最神秘的天體之一。它是由大質量的恆星死亡時,坍縮而形成。其引力十分強大,甚至連每秒30萬公裡的光都無法逃逸。黑洞內部所有的物質會慢慢聚集到一個點上,此點密度無限大、體積卻無比的小,我們稱之為奇點。在黑洞的邊沿是它的事件視界。一切跌落到這個範圍裡的物質都會被無情地吞噬,包括光。
  • 探尋黑洞、白洞、蟲洞、時間隧道與時空旅行的可能性和可行性
    當然,不同人群對於同一事物的認識和看法,會有別樣的差異和不同的理解,這是再正常不過的了。但在了解黑洞的人群中,對此事物的認識和看法,就不一樣了。那麼,何為黑洞呢?顧名思義,我在這裡講的就是太空中的黑洞,用天文術語來講,就是宇宙中的黑洞,它是大質量恆星死亡的產物。那為什麼要講它呢?因為黑洞對我們生活的宇宙,所產生的影響實在太大了,何以見得?
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