白洞”是从爱因斯坦广义相对论中衍生出来的一个特殊天体。它的性质与黑洞完全相反。我们可以理解,黑洞一直在输出宇宙中的各种物质和能量,但它从不吸收任何东西。到目前为止,白洞只在理论上存在,尚未得到证实。根据相关理论,与黑洞一样,黑洞也具有密度无穷大、体积无穷小、时空曲率无穷大的“奇点”。
白洞的奇点与黑洞的奇点完全相反。它对时空的扭曲是负无穷大的,因而表现出巨大的斥力。在一定范围内,无论物质,包括光,都可以走得更远。即使一束光直接移动到白洞的奇点,它也会被白洞所拒绝。因此,黑洞也有一个“视界”,我们无法观察它的内部状态。
为什么科学家会提出这个看似荒谬的理论?很大一部分原因是,黑洞理论可以用来解释宇宙中高能天体的一些不可思议的现象。1960年,加州理工学院的天文学家艾伦·雷克斯·桑达奇观测到一个奇怪的天体。它的光学体非常小,类似于普通恒星,但它的亮度极高。初步估计是普通星系的一万多倍!在未来几十年的观测中,科学家们发现了许多类似的天体,它们被称为“类星体”。
这种天体很小,但亮度很高,用现有的物理理论无法解释。有一种理论认为类星体的中心是一个超大质量黑洞。当它吞噬附近的物质时,它巨大的引力会将吸积盘上的物质加速到非常高的速度。在这个过程中,一部分物质会被抛出,在黑洞磁场的约束下形成射流。如果喷流正对着我们,我们会死的你可以看到明亮的类星体。然而,这一理论并不能解释类星体的亮度为何如此之高,因为亮度越高,能量越大。
根据现有的物理理论,这么小的黑洞形成的射流在任何情况下都不可能有这么高的能量。在这种情况下,有人提出了白洞理论,并用这一理论很好地解释了类星体和其他高能天体的现象。因为白洞和黑洞有着同样巨大的质量,所以白洞也有很强的引力。我们可以想象,黑洞也有一个吸积盘。黑洞的引力会限制附近的物质和吸积盘中自身喷出的物质,并像黑洞一样加速物质。在这个过程中,吸积盘中的物质获得了越来越多的能量。当它达到一个临界值时,就会形成一股强大的射流。与黑洞的喷流不同,黑洞的喷流叠加了来自黑洞内部的能量,这就解释了为什么类星体可以发射出体积相对较小的高能喷流。
那么白洞是从哪里来的呢?在这方面,科学提出了两个假设。奇点碎片理论:该理论认为,在大爆炸期间,由于爆炸不足,一些超高密度物质可能还没有爆炸,经过很长时间后就会开始膨胀。可以简单地理解,在大爆炸开始时,难以形容的“奇点”并没有完全爆炸,它仍然有一些碎片,而这些碎片演变成了白洞。虫洞理论:一些科学家推测黑洞会无限地扭曲时空。很可能形成天然虫洞,虫洞的另一端与未知区域相连。换句话说,白洞实际上是黑洞的另一端。它们被虫洞连接起来。黑洞在这一端吸收物质,而白洞在那一端排出物质。
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