黑洞和白洞(黑洞和白洞的区别)

黑洞已经被各种观测数据证明存在了,这包括X射线源、恒星绕转运动、引力波等等。那么跟黑洞差不多同时提出的白洞有可能存在吗?

在我刚知道黑洞的时候,就知道白洞了,第一次看到它们俩是在《十万个为什么》上,那个时候,这两个洞是同时介绍的。两者都来自广义相对论引力场方程的史瓦西解。由于广义相对论在理论上存在时间平移不变性,所以在史瓦西解里得到黑洞的解时其实是既可以是黑洞,也可以是白洞,而由于黑洞的性质过于奇葩,其实一开始接受它的科学家并不多,所以大家认为如果黑洞存在,那么它就会一直吃一直吃,而不会吐,那么迟早整个宇宙都会被它吃进去了啊…因此当时有人提出黑洞吃进去的东西可能会从白洞吐出来,这样就平衡了。

然而,由于白洞并没有发现独立的形成机制,因为外界物质是无法进入白洞视界的,它只能是通过黑洞产生的,所以如果没有黑洞,白洞就不可能存在了。那么它们有没有可能同时存在,并且是成双成对地出现,然后通过虫洞连接的呢?

连接黑洞和白洞的虫洞

然而,随后的观测结果表明,黑洞似乎并没有一边吃一边吐的习惯,因为黑洞的质量似乎变得越来越大了。比如我们银河系的中心黑洞质量就达到400万倍太阳质量左右,这样大的质量是不可能直接坍缩形成的,也就是说它不可能是形成奇点的时候就拥有那么大的质量,必然是形成黑洞以后经过漫长的吸积和合并才会产生现在如此高的质量。这就意味着黑洞形成以后吸进去的东西并没有吐出来,这样,白洞就没有存在的物理基础了。

黑洞

另一方面,白洞存在的理论基础是广义相对论的时间平移不变性,也就是在时间上无论往前还是往后,物理规律是不变的。然而理论归理论,实际上我们并没有见过逆着时间运动的现象,而白洞喷出的东西是要逆着时间方向运动的,这要从黑洞的性质去理解这个过程。

在黑洞的研究里,史瓦西半径处是一个称为事件视界的临界面,在一般的理解里,它只是一个光速无法逃逸的临界半径构成的临界面,但其实它有更深刻的内涵,它实际上是一个单向膜,在这单向膜内,时空坐标就互换了,一个沿空间方向落入黑洞的物体一旦越过视界,将沿时间方向落向奇点!而奇点就是时间的终结点!这有点不好理解,但广义相对论里得到的结果就是这样……也就是说,在黑洞内,所有落入视界的物体包括能量,都是沿着时间方向运动的,无论它们是任何方向落入黑洞的,结果都一样,都只有一个终点——时间的终点——奇点。

因此,当我们据此考虑白洞的性质时就会发现,白洞的喷出的物质和辐射将是逆着时间方向从奇点里出来的,然而我们在现实世界似乎并没有遇见过能逆时运动的物体和现象,至少在我们现在所处的世界里,白洞应该是无法存在的,否则因果律将被破坏。

白洞

原创文章,作者:孤舟放鹤,如若转载,请注明出处:https://www.jx027.com/105552.html

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注