很多曾經模糊不清的東西在華楓的腦海裏變得清晰,就像是之前的每一次奇妙的相遇一樣。
黑洞就象宇宙中的一個無底深淵,物質一旦掉進去,就再也逃不出來。根據我們熟悉的“矛盾”的觀點,科學家們大膽地猜想到:宇宙中會不會也同時存在一種物質隻出不進的“泉”呢?並給它取了個同黑洞相反的名字,叫“白洞”。
科學家們猜想:白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界,但與黑洞不同的是,白洞內部的物質和各種輻射隻能經邊界向邊界外部運動,而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說,白洞好像一個不斷向外噴射物質和能量的源泉,它向外界提供物質和能量,卻不吸收外部的物質和能量。
白洞到目前為止,還僅僅是科學家的猜想,還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過,最新的研究可能會得出一個令人興奮的結論,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,而在另一端則噴射物質,就像一個巨大的時空隧道。
科學家們證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論,能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了“黑洞、白洞一體化”的可能。
要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘,還為時過早。但是,科學家們每前進一點,所取得的成績都讓人激動不已。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後。
關於白洞是怎樣形成的,當前科學家們持有兩種不同的見解。
一種得到多數天文學家讚同的觀點認為,當宇宙誕生的那一時刻,即當宇宙由原初極高密度、極高溫度狀態開始大爆炸時,由於爆炸的不完全和不均勻,可能會遺留下一些超高密度的物質暫時尚未爆炸,而是要再等待一定的時間以後才開始膨脹和爆炸,這些遺留下來的致密物質即成為新的局部膨脹的核心,也就是白洞。
有些致密物質核心的爆炸時間已經延遲了大約100億年或200億年(這要看宇宙的年齡是100億年還是200億年,而宇宙年齡當前也是一個未解之謎)。
它們的爆炸,就導致了我們今天所觀測到的宇宙中各種高能天體物理現象。為此,白洞又有“延遲核”之稱。按照延遲核理論,100億或200億年之前,我們的宇宙就是一個巨大的白洞。
除了延遲核理論之外,另一種觀點認為,白洞可直接由黑洞轉變過來,白洞中的超高密度物質是由引力坍縮形成黑洞時獲得的。
傳統的黑洞理論認為,黑洞隻有絕對的吸引而不向外界發射任何物質和輻射。70年代,有一位卓越的英國天體物理學家霍金,根據廣義相對論和量子力學理論,對黑洞作了進一步的研究,並對傳統的黑洞理論作了重大的修正。霍金對黑洞的見解轟動了科學界,他因此獲得了1978年的愛因斯坦獎金。
霍金認為,黑洞具有一定的溫度,會以類似於熱輻射的方式穩定地向外發射各種粒子,這就是所謂的“自發蒸發”。
黑洞的蒸發速度與黑洞的質量有關,質量越大的黑洞,溫度越低,蒸發得越慢;反之,質量越小的黑洞,溫度越高,蒸發得越快。譬如,質量與太陽相當的一個黑洞,約需1066年才能夠完全蒸發完,而一些原生小黑洞,卻能在10-23秒之內蒸發得一幹二淨。
黑洞的蒸發使黑洞的質量減小,從而使黑洞的溫度升高,這樣又促使自發蒸發進一步加劇。這種過程繼續下去,黑洞的蒸發便會越演越烈,最後以一種“反坍縮”式的猛烈爆發而告終。這個過程正好就是不斷向外噴射物質的白洞了。
當前,這種白洞是由黑洞直接轉變過來的觀點,也越來越引起各國科學家們的關注。
由於白洞概念提出之後,用它可以解釋一些高能天體物理現象,所以引起了不少天文學家對白洞的興趣,繼而他們也對白洞問題作了一些探討和研究。
盡管如此,科學家們對白洞的興趣還遠遠比不上像對黑洞的興趣那樣濃,對白洞的研究工作也遠遠比不上像對黑洞的研究那樣廣泛和深入,並且在觀測證認工作方麵,也不像黑洞那樣取得了很大的進展。
總而言之,白洞學說當前還隻是一種科學假說,宇宙中是否真的存在白洞這種天體?白洞是怎樣形成的?我們的宇宙在它誕生之前是否就是一個白洞?等等,有關白洞的這一係列問題,還都是等待人們去揭開的宇宙之謎。
既然白洞概念是在解釋高能天體物理現象時提出來的,那麽白洞與高能天體究竟存在什麽聯係呢?
白洞是一個物質隻出不進的天體,但是,對於外部區域來說,白洞也是一個強引力源。它能把周圍的塵埃、氣體和各種輻射不斷地吸引到它的邊界上來,隻不過這些物質並不能進入白洞的內部,隻能在邊界外形成一個包圍白洞的物質層。
白洞內部,中心奇點附近所聚集的物質是一種超高密態的物質,其中包含各種基本粒子,甚至引力子,並且還聚集著極其巨大的能量。
起初,這些物質是處於某種平衡狀態,但它們具有向外膨脹的趨勢。當由於某種原因引起膨脹時,物質密度就會在膨脹過程中不斷降低。降低到某一程度,就會引起粒子的衰變過程,從而將各種高能粒子、光子、中微子等發射出來。
從白洞內部發射出來的物質都具有很高的速度,而被白洞吸引到其邊界上的物質也具有很高的速度。不難想象,這進進出出,又都是高速度,它們在白洞邊界上的碰撞該有多麽猛烈。隨著猛烈的碰撞,必然就會有異常巨大的能量釋放出來。
假若類星體或活動星係核的中心有大質量白洞存在的話,那麽,它們所釋放的巨大能量就可以看成是白洞向外噴射物與其邊界上吸積物相互作用的結果,這也就是白洞對高能天體物理現象能源之謎的解釋,廣義相對論所預言的一種與黑洞相反的特殊天體。”白洞”學說主要用來解釋一些高能天體現象,叫白洞現象。
黑洞作為一個發展終極,必然引致另一個終極,就是白洞。其實膨脹的大爆發宇宙論中,早就碰到了原初火球的奇點問題,這個問題其實一直困擾著科學家們。
這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的,但他們的活動機製卻恰恰相反。高能量超密物質的發現,顯示黑洞存在的可能,自然也顯示白洞存在的可能.如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極,那麽也可能按不同的時間和路徑從原始出發,亦即在大爆發之初的大白洞發生後,仍可能出現小爆發小白洞。
而且,流入黑洞的物質命運究竟如何呢是永遠累積在無窮小的奇點中,直到宇宙毀滅,還是在另一個宇宙湧出呢?
如果黑洞從有到無,那白洞就應從無到有。60年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念,科學家做了很多工作,但這概念不像黑洞這麽通行,看來白洞似乎更虛幻了。
問題是我們已經對引力場較為熟悉,從恆星、星係演化為黑洞有數理可循,但白洞靠什麽來觸發,當前卻依然茫然無緒。無論如何宇宙至少觸發過一次,所以白洞的研究顯然與宇宙起源的研究更有密切的關係,因而白洞學說通常與宇宙學及結合起來。人們努力的方向不在於黑白洞相對的哲學辯論,而在於它的物理機製問題。
有人認為,類星體的核心就可能是一個白洞。當白洞內中心點附近所聚集的超密態物質向外噴射時,就會同它周圍的物質發生猛烈碰撞,而釋放出巨大的能量。因此,有些x射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象,可能與白洞的這種效應有關。
宇宙就如同我們的房間,白洞就是自來水,隻出不進,黑洞就是下水道隻進不出。星星如同灰塵般漂浮在房間裏。那房間之外是什麽呢?
有科學家猜測白洞與黑洞相撞會形成蟲洞。蟲洞連接黑洞和白洞,在黑洞與白洞之間傳送物質。在這裏,蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,然後通過這個蟲洞(即阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋)被傳送到白洞並且被輻射出去。
蟲洞的概念最初產生於對史瓦西解的研究中。物理學家在分析白洞解的時候,通過一個阿爾伯特·愛因斯坦的思想實驗,發現宇宙時空自身可以不是平坦的。
如果恆星形成了黑洞,那麽時空在史瓦西半徑,也就是視界的地方與原來的時空垂直。在不平坦的宇宙時空中,這種結構就意味著黑洞視界內的部分會與宇宙的另一個部分相結合,然後在那裏產生一個洞。
這個洞可以是黑洞,也可以是白洞。而這個彎曲的視界,就叫做史瓦西喉,它就是一種特定的蟲洞。
黑洞就象宇宙中的一個無底深淵,物質一旦掉進去,就再也逃不出來。根據我們熟悉的“矛盾”的觀點,科學家們大膽地猜想到:宇宙中會不會也同時存在一種物質隻出不進的“泉”呢?並給它取了個同黑洞相反的名字,叫“白洞”。
科學家們猜想:白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界,但與黑洞不同的是,白洞內部的物質和各種輻射隻能經邊界向邊界外部運動,而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說,白洞好像一個不斷向外噴射物質和能量的源泉,它向外界提供物質和能量,卻不吸收外部的物質和能量。
白洞到目前為止,還僅僅是科學家的猜想,還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過,最新的研究可能會得出一個令人興奮的結論,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,而在另一端則噴射物質,就像一個巨大的時空隧道。
科學家們證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論,能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了“黑洞、白洞一體化”的可能。
要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘,還為時過早。但是,科學家們每前進一點,所取得的成績都讓人激動不已。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後。
關於白洞是怎樣形成的,當前科學家們持有兩種不同的見解。
一種得到多數天文學家讚同的觀點認為,當宇宙誕生的那一時刻,即當宇宙由原初極高密度、極高溫度狀態開始大爆炸時,由於爆炸的不完全和不均勻,可能會遺留下一些超高密度的物質暫時尚未爆炸,而是要再等待一定的時間以後才開始膨脹和爆炸,這些遺留下來的致密物質即成為新的局部膨脹的核心,也就是白洞。
有些致密物質核心的爆炸時間已經延遲了大約100億年或200億年(這要看宇宙的年齡是100億年還是200億年,而宇宙年齡當前也是一個未解之謎)。
它們的爆炸,就導致了我們今天所觀測到的宇宙中各種高能天體物理現象。為此,白洞又有“延遲核”之稱。按照延遲核理論,100億或200億年之前,我們的宇宙就是一個巨大的白洞。
除了延遲核理論之外,另一種觀點認為,白洞可直接由黑洞轉變過來,白洞中的超高密度物質是由引力坍縮形成黑洞時獲得的。
傳統的黑洞理論認為,黑洞隻有絕對的吸引而不向外界發射任何物質和輻射。70年代,有一位卓越的英國天體物理學家霍金,根據廣義相對論和量子力學理論,對黑洞作了進一步的研究,並對傳統的黑洞理論作了重大的修正。霍金對黑洞的見解轟動了科學界,他因此獲得了1978年的愛因斯坦獎金。
霍金認為,黑洞具有一定的溫度,會以類似於熱輻射的方式穩定地向外發射各種粒子,這就是所謂的“自發蒸發”。
黑洞的蒸發速度與黑洞的質量有關,質量越大的黑洞,溫度越低,蒸發得越慢;反之,質量越小的黑洞,溫度越高,蒸發得越快。譬如,質量與太陽相當的一個黑洞,約需1066年才能夠完全蒸發完,而一些原生小黑洞,卻能在10-23秒之內蒸發得一幹二淨。
黑洞的蒸發使黑洞的質量減小,從而使黑洞的溫度升高,這樣又促使自發蒸發進一步加劇。這種過程繼續下去,黑洞的蒸發便會越演越烈,最後以一種“反坍縮”式的猛烈爆發而告終。這個過程正好就是不斷向外噴射物質的白洞了。
當前,這種白洞是由黑洞直接轉變過來的觀點,也越來越引起各國科學家們的關注。
由於白洞概念提出之後,用它可以解釋一些高能天體物理現象,所以引起了不少天文學家對白洞的興趣,繼而他們也對白洞問題作了一些探討和研究。
盡管如此,科學家們對白洞的興趣還遠遠比不上像對黑洞的興趣那樣濃,對白洞的研究工作也遠遠比不上像對黑洞的研究那樣廣泛和深入,並且在觀測證認工作方麵,也不像黑洞那樣取得了很大的進展。
總而言之,白洞學說當前還隻是一種科學假說,宇宙中是否真的存在白洞這種天體?白洞是怎樣形成的?我們的宇宙在它誕生之前是否就是一個白洞?等等,有關白洞的這一係列問題,還都是等待人們去揭開的宇宙之謎。
既然白洞概念是在解釋高能天體物理現象時提出來的,那麽白洞與高能天體究竟存在什麽聯係呢?
白洞是一個物質隻出不進的天體,但是,對於外部區域來說,白洞也是一個強引力源。它能把周圍的塵埃、氣體和各種輻射不斷地吸引到它的邊界上來,隻不過這些物質並不能進入白洞的內部,隻能在邊界外形成一個包圍白洞的物質層。
白洞內部,中心奇點附近所聚集的物質是一種超高密態的物質,其中包含各種基本粒子,甚至引力子,並且還聚集著極其巨大的能量。
起初,這些物質是處於某種平衡狀態,但它們具有向外膨脹的趨勢。當由於某種原因引起膨脹時,物質密度就會在膨脹過程中不斷降低。降低到某一程度,就會引起粒子的衰變過程,從而將各種高能粒子、光子、中微子等發射出來。
從白洞內部發射出來的物質都具有很高的速度,而被白洞吸引到其邊界上的物質也具有很高的速度。不難想象,這進進出出,又都是高速度,它們在白洞邊界上的碰撞該有多麽猛烈。隨著猛烈的碰撞,必然就會有異常巨大的能量釋放出來。
假若類星體或活動星係核的中心有大質量白洞存在的話,那麽,它們所釋放的巨大能量就可以看成是白洞向外噴射物與其邊界上吸積物相互作用的結果,這也就是白洞對高能天體物理現象能源之謎的解釋,廣義相對論所預言的一種與黑洞相反的特殊天體。”白洞”學說主要用來解釋一些高能天體現象,叫白洞現象。
黑洞作為一個發展終極,必然引致另一個終極,就是白洞。其實膨脹的大爆發宇宙論中,早就碰到了原初火球的奇點問題,這個問題其實一直困擾著科學家們。
這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的,但他們的活動機製卻恰恰相反。高能量超密物質的發現,顯示黑洞存在的可能,自然也顯示白洞存在的可能.如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極,那麽也可能按不同的時間和路徑從原始出發,亦即在大爆發之初的大白洞發生後,仍可能出現小爆發小白洞。
而且,流入黑洞的物質命運究竟如何呢是永遠累積在無窮小的奇點中,直到宇宙毀滅,還是在另一個宇宙湧出呢?
如果黑洞從有到無,那白洞就應從無到有。60年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念,科學家做了很多工作,但這概念不像黑洞這麽通行,看來白洞似乎更虛幻了。
問題是我們已經對引力場較為熟悉,從恆星、星係演化為黑洞有數理可循,但白洞靠什麽來觸發,當前卻依然茫然無緒。無論如何宇宙至少觸發過一次,所以白洞的研究顯然與宇宙起源的研究更有密切的關係,因而白洞學說通常與宇宙學及結合起來。人們努力的方向不在於黑白洞相對的哲學辯論,而在於它的物理機製問題。
有人認為,類星體的核心就可能是一個白洞。當白洞內中心點附近所聚集的超密態物質向外噴射時,就會同它周圍的物質發生猛烈碰撞,而釋放出巨大的能量。因此,有些x射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象,可能與白洞的這種效應有關。
宇宙就如同我們的房間,白洞就是自來水,隻出不進,黑洞就是下水道隻進不出。星星如同灰塵般漂浮在房間裏。那房間之外是什麽呢?
有科學家猜測白洞與黑洞相撞會形成蟲洞。蟲洞連接黑洞和白洞,在黑洞與白洞之間傳送物質。在這裏,蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋,物質在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子,然後通過這個蟲洞(即阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋)被傳送到白洞並且被輻射出去。
蟲洞的概念最初產生於對史瓦西解的研究中。物理學家在分析白洞解的時候,通過一個阿爾伯特·愛因斯坦的思想實驗,發現宇宙時空自身可以不是平坦的。
如果恆星形成了黑洞,那麽時空在史瓦西半徑,也就是視界的地方與原來的時空垂直。在不平坦的宇宙時空中,這種結構就意味著黑洞視界內的部分會與宇宙的另一個部分相結合,然後在那裏產生一個洞。
這個洞可以是黑洞,也可以是白洞。而這個彎曲的視界,就叫做史瓦西喉,它就是一種特定的蟲洞。