科學家正努力破解“白洞”之謎
西班牙《趣味》月刊4月號文章稱,白洞可以被定義為黑洞的反義詞:黑洞是真正的吞噬者,不會讓周圍任何東西(甚至光線)逃脫,而白洞則是物質和能量的巨大爆發(fā)。目前白洞還只是一種假設的現(xiàn)象,并未觀察到,但可以從愛因斯坦的廣義相對論中推斷出來。
這些宇宙閃光的起源與黑洞一樣,是一個奇點,也就是一個引力場無限大的點。與白洞效應有關的現(xiàn)象包括伽馬射線爆發(fā)、脈沖星和垂死的黑洞等。甚至有觀點認為宇宙大爆炸本身也是從白洞開始的。 無論如何,許多科學家拒絕承認這一現(xiàn)象存在的可能性,其主要論點是這一推斷違反了熱力學定律,這些定律假定熵或無序分子應該在宇宙中增加;而看上去是“從無到有”的白洞,如果存在,將是上述這種不可阻擋的增長的例外。 事實上,正如上世紀70年代人們對黑洞的態(tài)度一樣,幾乎沒有人相信白洞的存在,它被認為只是一個簡單的數學練習,在現(xiàn)實世界中不存在任何對應物。 盡管如此,一些物理學家團體早就開始研究是否有可能通過量子力學證明白洞的存在,法國艾克斯-馬賽大學理論物理學家卡洛·羅韋利就是其中之一。 他認為,廣義相對論推導出的黑洞中央的奇點違反了一切物理定律,在那里,引力變得極強,因此量子效應不應被忽視。為了理解究竟發(fā)生了什么,必須求助于量子引力理論。 羅韋利指出,量子效應可以避免在黑洞中心形成無限大的密度并且最終不會聚集成奇點,而是任何物質在跌落后通常會出現(xiàn)的情況:反彈。雖然這種反彈無法在黑洞內部發(fā)生,因為物質在黑洞內部只會不斷下落,往更深處移動。 “神奇之處在于,量子引力使得反彈的不僅是物質,還有整個黑洞的時空幾何結構。這就是我們所說的白洞。白洞就像記錄黑洞的電影膠片在倒放。從外部看,白洞和黑洞沒什么不同:它和黑洞質量相同,所以物體會被它吸引,并圍繞其轉動。不過,黑洞是被只進不出的事件視界包圍,而白洞是被只出不進的事件視界包圍!绷_韋利在英國《新科學家》周刊上發(fā)表的一篇文章中指出。 有一些觀點認為,白洞通過時空隧道(蟲洞)與黑洞相連。根據這種理論,物質進入黑洞后,通過白洞在宇宙中的另一個地方甚至另一個宇宙出來。 但羅韋利認為并不需要“如此夸張的猜測”,白洞應該是和黑洞完全處于同一個地方,只不過它是黑洞的未來。換句話說,在黑洞中心的另一側就可能發(fā)現(xiàn)白洞,“這很難想象,但詮釋起來也可以很簡單:其生命的前半部分是黑洞,經過量子過渡后,變成了白洞,物質也發(fā)生了反彈!彼赋觥 那么,白洞究竟在哪里?羅韋利認為這個答案“取決于我們尚未完全理解的事物”。很長一段時間以來,來自世界各地的科學家們探測到了一系列能量巨大卻無法解釋的現(xiàn)象,例如不時與地球大氣碰撞的高能宇宙射線和所謂的快速無線電波爆發(fā)。有研究認為,這兩種現(xiàn)象都有可能是黑洞向白洞過渡的標志。 |