白洞是理論上的宇宙區(qū)域，其功能與黑洞相反。存?zhèn)?圖片鳴謝:未來(lái)/亞當(dāng)·斯密)
（神秘的對(duì)被的黑洞雙的解地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（黛西·多布里耶維奇）：白洞是理論上的宇宙區(qū)域，其功能與黑洞相反。忽視就像沒有東西能逃出黑洞一樣，白洞胞胎也沒有東西能進(jìn)入白洞。存?zhèn)?br>長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)被的黑洞雙的解白洞被認(rèn)為是忽視廣義相對(duì)論虛構(gòu)出來(lái)的，和它們的白洞胞胎塌縮的恒星兄弟黑洞來(lái)自同一個(gè)方程式。然而，存?zhèn)冏罱恍├碚摷议_始質(zhì)疑這些時(shí)空的對(duì)被的黑洞雙的解孿生漩渦是否是同一枚硬幣的兩面。
對(duì)于從遠(yuǎn)處觀看的忽視宇宙飛船人員來(lái)說(shuō)，白洞看起來(lái)和黑洞一模一樣。白洞胞胎它有質(zhì)量。存?zhèn)兯赡軙?huì)旋轉(zhuǎn)。對(duì)被的黑洞雙的解一圈塵埃和氣體可能聚集在事件視界周圍——將該物體與宇宙其余部分隔開的氣泡邊界。但是如果他們繼續(xù)觀察，船員們可能會(huì)目睹一個(gè)對(duì)黑洞來(lái)說(shuō)不可能發(fā)生的事件——打嗝。“只有在事情發(fā)生的那一刻，你才能說(shuō)，‘啊，這是一個(gè)白洞，’”法國(guó)物理理論中心的理論物理學(xué)家卡爾羅·羅威利說(shuō)。
物理學(xué)家將白洞描述為黑洞的“時(shí)間反轉(zhuǎn)”，這是一個(gè)黑洞倒放的視頻，就像彈跳的球是下落的球的時(shí)間反轉(zhuǎn)一樣。雖然黑洞的視界是一個(gè)不歸的球體，但白洞的視界是一個(gè)禁止進(jìn)入的邊界——時(shí)空最高級(jí)的俱樂部。沒有太空船會(huì)到達(dá)這個(gè)區(qū)域的邊緣。
白洞內(nèi)的物體可以離開并與外部世界相互作用，但由于沒有東西可以進(jìn)入，內(nèi)部與宇宙的過(guò)去隔絕了:任何外部事件都不會(huì)影響內(nèi)部。“不知何故，過(guò)去有一個(gè)奇點(diǎn)會(huì)影響外部世界的一切，這更令人不安，”黑洞先驅(qū)、華盛頓大學(xué)名譽(yù)教授詹姆斯·巴丁說(shuō)。
理論上的雙胞胎
愛因斯坦的場(chǎng)方程在1915年像海嘯一樣襲擊了物理學(xué)，理論家們?nèi)栽谡須埡　３嗣枋鋈f(wàn)有引力，他的假設(shè)還帶來(lái)了一個(gè)關(guān)于現(xiàn)實(shí)本質(zhì)的顛覆性信息。不僅僅是一個(gè)僵硬的背景，空間和時(shí)間隨著恒星和行星的質(zhì)量一起彎曲和折疊。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一場(chǎng)競(jìng)賽，旨在計(jì)算空間能從飄過(guò)其中的物質(zhì)中吸取多少虐待。
一年之內(nèi)，物理學(xué)家和天文學(xué)家卡爾·史瓦西發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦方程的第一個(gè)精確解，計(jì)算出時(shí)空是如何圍繞一個(gè)質(zhì)量球彎曲的。在他的答案中埋下了今天物理學(xué)家所稱的奇點(diǎn)的種子——一個(gè)縮小到無(wú)限密集點(diǎn)的球形質(zhì)量，將空間緊緊包裹在它周圍，以至于該區(qū)域與宇宙的其余部分分離。它形成了一個(gè)無(wú)人區(qū)，其視界打破了因果之間的聯(lián)系。
黑洞通向哪里？
黑洞，最著名的奇點(diǎn)，是扭曲到不存在出口的空間區(qū)域。外部宇宙可以影響黑洞視界的內(nèi)部，但內(nèi)部不能影響外部。
當(dāng)數(shù)學(xué)家馬丁·大衛(wèi)·克魯斯卡爾在1960年將施瓦茨希爾德的黑洞描述擴(kuò)展到時(shí)空的所有領(lǐng)域時(shí)，他的新圖片包含了黑洞奇點(diǎn)的反映，盡管他當(dāng)時(shí)沒有意識(shí)到它的重要性。后來(lái)，隨著黑洞進(jìn)入日常用語(yǔ)，一個(gè)自然的術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)在他們的理論雙胞胎中。
“人們花了40年來(lái)理解黑洞，直到最近人們才開始關(guān)注白洞，”羅維利說(shuō)。

事件視界望遠(yuǎn)鏡是一個(gè)由八個(gè)地面射電望遠(yuǎn)鏡組成的行星級(jí)陣列，通過(guò)國(guó)際合作打造，捕捉到了這張M87星系中心超大質(zhì)量黑洞及其陰影的圖像。這里M87是在偏振光下觀察的。(圖片鳴謝:EHT協(xié)作)
專家解答的白洞常見問題
我們問了悉尼大學(xué)的天體物理學(xué)家Geraint Lewis一些關(guān)于白洞的問題。
杰蘭特·劉易斯天體物理學(xué)家
Geraint Lewis是悉尼大學(xué)的教授，他專門研究利用廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)的引力透鏡現(xiàn)象來(lái)探索宇宙的結(jié)構(gòu)。
什么是白洞？
1916年，愛因斯坦的廣義相對(duì)論首次發(fā)表一年后，卡爾·史瓦西發(fā)明了該理論，白洞從該理論的解中出現(xiàn)。
史瓦西寫下了將宇宙中的黑洞描述為完全坍縮的物體的數(shù)學(xué)。他必須做出選擇，在廣義相對(duì)論中沒有任何東西規(guī)定時(shí)間流向。
你可以把時(shí)鐘指向這個(gè)特定的方向，這就給了你這張圖片，東西掉進(jìn)了黑洞。這就是引力吸引人的地方，但是你也可以選擇時(shí)間流動(dòng)的相反方向，得到相反的效果。因此，除了黑洞，史瓦西的數(shù)學(xué)也通過(guò)翻轉(zhuǎn)時(shí)間運(yùn)作的方式給了我們一個(gè)白洞。
白洞和黑洞有什么不同？
從某種意義上來(lái)說(shuō)，白洞是黑洞的反義詞。所以在黑洞里，你有一個(gè)強(qiáng)烈的引力場(chǎng)，把東西拉進(jìn)來(lái)，你有這個(gè)單向膜，叫做視界。你穿越了那個(gè)視界，然后你被捕獲，你無(wú)法逃離那個(gè)黑洞。引力已經(jīng)抓住了你，你的未來(lái)注定在黑洞的中心，無(wú)論你做什么。
現(xiàn)在一個(gè)白洞是它的反面。所以白洞幾乎就像反重力無(wú)休止地噴射物質(zhì)。對(duì)于白洞，你有一個(gè)事件視界，里面的東西穿過(guò)事件視界，被噴射到宇宙中，你實(shí)際上不能進(jìn)入白洞。
所以在黑洞里，你可以向內(nèi)通過(guò)，但不能向外通過(guò)。在白洞里，你可以向外通過(guò)，但不能向內(nèi)通過(guò)。
有證據(jù)證明白洞存在嗎？
答案是否定的，真的。我的意思是，有人猜測(cè)宇宙中一些奇怪的東西可能有白色的家的簽名。我們沒有什么可以指出的，就像我們可以指出一個(gè)黑洞說(shuō)，'是的，這是一個(gè)白洞。'
也許這是因?yàn)槲覀儗?duì)過(guò)去和未來(lái)所做的選擇，也許未來(lái)的方向只有一個(gè)真正的選擇，這意味著我們只能有黑洞解決方案。一些科學(xué)家認(rèn)為，宇宙是不對(duì)稱的，我們看到了大爆炸的開始，我們面前有無(wú)限的未來(lái)，這意味著未來(lái)被寫入宇宙，它設(shè)定了單向的時(shí)間方向，這意味著只有黑洞解才能存在。因此，即使數(shù)學(xué)上有可能存在白洞，我們的宇宙是不對(duì)稱的這一事實(shí)意味著它們?cè)谖锢砩喜]有實(shí)現(xiàn)。
天文學(xué)家要尋找什么才能發(fā)現(xiàn)白洞？
人們認(rèn)為這將是一個(gè)地方，那里的東西會(huì)被噴射出大量的能量。像羅杰·彭羅斯這樣的科學(xué)家認(rèn)為，白洞就像另一個(gè)宇宙中黑洞的出口。所以物質(zhì)會(huì)掉進(jìn)一個(gè)宇宙的黑洞，然后通過(guò)一個(gè)白洞被噴射到另一個(gè)宇宙。
因此，人們一直在尋找能量似乎流入宇宙的地方，但有什么東西具有白洞的獨(dú)特標(biāo)志，那里沒有什么確定的東西。
你相信白洞存在嗎？
我敢打賭，在我們的宇宙中，我們沒有白洞。
我喜歡相對(duì)論中一些更奇特的東西。所以我仍然為時(shí)間扭曲和扭曲驅(qū)動(dòng)以及一些理論上可能但不可能實(shí)現(xiàn)的事情祈禱。所以我有一點(diǎn)點(diǎn)希望白洞能夠存在，但是在我內(nèi)心深處，我認(rèn)為也許它們不存在。
為什么白洞可能不存在
雖然廣義相對(duì)論在理論上描述了白洞，但沒有人知道白洞實(shí)際上是如何形成的。當(dāng)一顆恒星坍縮成一個(gè)微小的體積時(shí)，黑洞封閉了它的空間，但倒放這段視頻沒有物理意義。一個(gè)事件視界爆炸成一個(gè)功能恒星看起來(lái)有點(diǎn)像一個(gè)正在整理自己的雞蛋——這違反了要求宇宙隨著時(shí)間變得更加混亂的統(tǒng)計(jì)定律。
即使大白洞真的形成了，它們也不會(huì)停留太久。任何向外的物質(zhì)都會(huì)與軌道上的物質(zhì)發(fā)生碰撞，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)坍縮成一個(gè)黑洞。紐約巴德學(xué)院的理論物理學(xué)家哈爾·哈格德說(shuō):“我認(rèn)為，一個(gè)長(zhǎng)壽的白洞是不太可能的。”
為什么白洞可能存在
有一段時(shí)間，白洞似乎和蟲洞有著同樣的命運(yùn)——數(shù)學(xué)上允許的時(shí)空扭曲可能被現(xiàn)實(shí)所禁止。但是最近幾年，一些物理學(xué)家把白洞帶了回來(lái)，試圖把它們更黑暗的兄弟姐妹從不體面的死亡中拯救出來(lái)。
自從斯蒂芬·霍金在20世紀(jì)70年代意識(shí)到黑洞會(huì)泄漏能量以來(lái)，物理學(xué)家們就一直在爭(zhēng)論這些實(shí)體是如何可能萎縮和死亡的。許多人會(huì)問，如果黑洞蒸發(fā)掉了，它所吞噬的一切的內(nèi)部記錄會(huì)發(fā)生什么變化？廣義相對(duì)論不會(huì)泄露信息，量子力學(xué)禁止刪除。
“黑洞是如何死亡的？我們不知道。白洞是如何誕生的？也許白洞是黑洞的死亡，”羅維利說(shuō)。“這兩個(gè)問題很好地結(jié)合在一起，但你必須在從一個(gè)問題到另一個(gè)問題的過(guò)程中違反廣義相對(duì)論方程。”
羅維利是量子環(huán)引力的創(chuàng)始人，這是一個(gè)不完整的嘗試，試圖通過(guò)將空間本身描述為由樂高式粒子建造而超越廣義相對(duì)論。在這一框架工具的指導(dǎo)下，他和其他人描述了一個(gè)場(chǎng)景，其中黑洞變得如此之小，以至于它不再遵守恒星和臺(tái)球的常識(shí)性規(guī)則。在粒子層面上，量子隨機(jī)性占據(jù)上風(fēng)，黑洞可能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘锥础?br>根據(jù)Haggard的說(shuō)法，這樣一個(gè)微克大小的白洞，質(zhì)量類似于人類的頭發(fā)，不會(huì)有其黑洞祖先的引力戲劇，但會(huì)隱藏一個(gè)洞穴般的內(nèi)部，包含它在前世吞下的一切信息。由于太小，無(wú)法吸引軌道物質(zhì)，白洞可能會(huì)保持足夠穩(wěn)定，最終吐出其前身積累的所有信息。
在恒星燃盡、黑洞枯萎之后，白洞終有一天會(huì)主宰宇宙。Haggard推測(cè)，任何觀察者都可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些物體是相對(duì)較大的粒子，但那些日子是目前宇宙年齡的無(wú)數(shù)萬(wàn)億倍。“這是我在物理學(xué)界見過(guò)的最瘋狂的時(shí)間尺度，”哈格德說(shuō)。
終極白洞
或者，白洞的余波可能到處都存在。對(duì)于黑洞物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，大爆炸的物質(zhì)和能量看起來(lái)像潛在的白洞行為。哈格德說(shuō):“這兩種情況下的幾何形狀非常相似。”。"甚至有時(shí)數(shù)學(xué)上完全相同."
宇宙學(xué)家稱這張圖片為“大反彈”，一些人在宇宙最早的可觀測(cè)光中尋找特有的白洞特征。羅維利還想知道劇烈的射電爆發(fā)是否代表了大爆炸遺留下來(lái)的理論上的迷你黑洞的叫聲，因?yàn)樗鼈冊(cè)缙谶^(guò)渡到了白洞(盡管這種解釋似乎越來(lái)越不可能)。
宇宙可能不會(huì)把自己扭曲成廣義相對(duì)論允許的所有形狀，但是哈格德認(rèn)為物理學(xué)家應(yīng)該一直跟蹤這個(gè)兔子洞直到最后。“你為什么不調(diào)查它們(白洞)是否有有趣的后果，”他說(shuō)。“這些后果可能不是你所期望的，但忽視它們是魯莽的。”

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