西媒:科学家努力破解“白洞”之谜

2019-05-13

  参考消息网5月13日报道西班牙《趣味》月刊4月号文章称,白洞可以被定义为黑洞的反义词:黑洞是真正的吞噬者,不会让周围任何东西(甚至光线)逃脱,而白洞则是物质和能量的巨大爆发。目前白洞还只是一种假设的现象,并未观察到,但可以从爱因斯坦的广义相对论中推断出来。

这些宇宙闪光的起源与黑洞一样,是一个奇点,也就是一个引力场无限大的点。与白洞效应有关的现象包括伽马射线爆发、脉冲星和垂死的黑洞等。甚至有观点认为宇宙大爆炸本身也是从白洞开始的。

无论如何,许多科学家拒绝承认这一现象存在的可能性,其主要论点是这一推断违反了热力学定律,这些定律假定熵或无序分子应该在宇宙中增加;而看上去是“从无到有”的白洞,如果存在,将是上述这种不可阻挡的增长的例外。

事实上,正如上世纪70年代人们对黑洞的态度一样,几乎没有人相信白洞的存在,它被认为只是一个简单的数学练习,在现实世界中不存在任何对应物。

尽管如此,一些物理学家团体早就开始研究是否有可能通过量子力学证明白洞的存在,法国艾克斯-马赛大学理论物理学家卡洛·罗韦利就是其中之一。

他认为,广义相对论推导出的黑洞中央的奇点违反了一切物理定律,在那里,引力变得极强,因此量子效应不应被忽视。为了理解究竟发生了什么,必须求助于量子引力理论。

罗韦利指出,量子效应可以避免在黑洞中心形成无限大的密度并且最终不会聚集成奇点,而是任何物质在跌落后通常会出现的情况:反弹。虽然这种反弹无法在黑洞内部发生,因为物质在黑洞内部只会不断下落,往更深处移动。

“神奇之处在于,量子引力使得反弹的不仅是物质,还有整个黑洞的时空几何结构。这就是我们所说的白洞。白洞就像记录黑洞的电影胶片在倒放。从外部看,白洞和黑洞没什么不同:它和黑洞质量相同,所以物体会被它吸引,并围绕其转动。不过,黑洞是被只进不出的事件视界包围,而白洞是被只出不进的事件视界包围。”罗韦利在英国《新科学家》周刊上发表的一篇文章中指出。

有一些观点认为,白洞通过时空隧道(虫洞)与黑洞相连。根据这种理论,物质进入黑洞后,通过白洞在宇宙中的另一个地方甚至另一个宇宙出来。

但罗韦利认为并不需要“如此夸张的猜测”,白洞应该是和黑洞完全处于同一个地方,只不过它是黑洞的未来。换句话说,在黑洞中心的另一侧就可能发现白洞,“这很难想象,但诠释起来也可以很简单:其生命的前半部分是黑洞,经过量子过渡后,变成了白洞,物质也发生了反弹。”他指出。

那么,白洞究竟在哪里?罗韦利认为这个答案“取决于我们尚未完全理解的事物”。很长一段时间以来,来自世界各地的科学家们探测到了一系列能量巨大却无法解释的现象,例如不时与地球大气碰撞的高能宇宙射线和所谓的快速无线电波爆发。有研究认为,这两种现象都有可能是黑洞向白洞过渡的标志。

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