白洞

白洞

一种假想的存在于外太空的洞，能量、星星以及其他天体物质从其中出现或迸发。

　bai dong

　　 white hole

　　 白洞 (又称 白道 ） 是 广义相对论 预言的一种与 黑洞 (又称 黑道 ）相反 的特殊“假想”天体，是大引力球对称天体的 史瓦西 解的一部分。目前，白洞仅仅是理论预言的天体，到现在还没有任何证据表明白洞的存在。其性质与黑洞完全相反。同黑洞一样，白洞也有一个封闭的边界。与黑洞不同的是，白洞内部的物质（包括 辐射 ）可以经过边界发射到外面去，而边界外的物质却不能落到白洞里面来。因此，白洞像一个超级喷泉，不断向外喷射以重粒子为主要形态表现的物质，（ 能量 ）。白洞学说在 天文学 上主要用来解释一些高能现象。白洞是否存在，尚无观测证据。有人认为，白洞并不存在。因为，白洞外部的 时空 性质与黑洞一样，白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。只要有足够多的物质， 引力坍缩 就会发生，导致形成黑洞。另外，按照目前的理论，大质量 恒星演化 到晚期可能经坍缩而形成黑洞；但并不知道有什么过程会导致形成白洞。如果白洞存在，则可能是 宇宙大爆炸 时残留下来的。有底称为 洞 ，无底的称为 道 。 (上右图片绘制:张嘉年)

　从定义上来说，白洞与黑洞是 物理学家 们根据黑洞在 爱因斯坦 的 广义相对论 上所提出的“假想”物体，或一种数学模型。物理学界 和天文学界将白洞定义为一种超高度致密物体，其性质与黑洞完全相反。白洞并不是吸收外部物质，而是不断地向外围喷射各种 星际物质 与宇宙能量，是一种宇宙中的喷射源。简单来说，白洞可以说是时间呈现反转的 黑洞 ，进入黑洞的 物质 ，最后应会从白洞出来，出现在另外一个 宇宙 。由于具有和“黑”洞完全相反的性质，所以叫做“白”洞；又因为黑洞的引力使得光也无法逃脱，而白洞和黑洞是完全相反的（连光也会被排斥掉），所以呈现为白色，叫做白洞。它有一个封闭的边界。聚集在白洞内部的物质，只可以向外运动，而不能向内部运动。因此，白洞可以向外部区域提供物质和 能量 ，但不能吸收外部区域的任何物质和 辐射 。白洞是一个强 引力 源，其外部引力性质与黑洞相同。白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来解释一些高能天体现象。目前 天文学家 还没有实际找到白洞，还只是个理论上的名词。白洞是理论上通过对黑洞的类比而得到的一个十分“学者化”的理论产物，更多的表现为一种数学模型。

　　和黑洞完全不一样，白洞不会吸收任何物体，相反的，白洞会不断释放出物质，包括 基本粒子 和 场 。

　　白洞和黑洞一样，有一个封闭的“ 视界 ”。不过和黑洞不一样， 时空曲率 在这里是负无穷大，也就是说，在这里，白洞对外界的斥力达到无穷大，即使是光笔直向白洞的 奇点 冲去，它也会在白洞的视界上完全停止住，不可能进入白洞一步。

　　理论上，白洞也可以根据是否旋转，是否带有电荷而区分类型，但是 理论物理学家 们认为，白洞的无穷大的斥力会迫使白洞不带有任何电荷，因为电荷很容易就被赶到了视界外。而旋转，也被认为是不可能的。不过白洞看来只可能是一种想象中的产物。因为如果白洞不吸收任何物体而仅仅是喷射物质（能量），那么无论这个白洞的质量有多大，它的物质也会很快地被喷射光。

　　当然，物理学家们也为白洞提供了几个存在的想法，其中有的人认为白洞和黑洞通过 虫洞 连接，从而使母宇宙和婴儿宇宙之间获得联系。关于这种机制，可以参考关于“ 时间虫洞 ”的概述（详见霍金的《 果壳中的宇宙 》）。

　白洞其实就是黑洞的反演，而黑洞与白洞之间有三维以上的一个通道，从黑洞里面进去，从白洞里面出来，因为这些物质从黑洞那边被吸进去时有很大的速度，所以从白洞里喷发出来也有很大的速度，但是他们的速度一般相等。黑洞作为事物的一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞.其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球 的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们.这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反.高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能.如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞.而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢 是永远累积在无穷小的奇点中,直到 宇宙毁灭 ,还是在另一个宇宙涌出呢？

　　20世纪60年代以来, 由于空间探测技术在天文观测中的广泛应用，人们陆陆续续发现了许多高能 天体物理 现象，例如宇宙 X射线 爆发、宇宙 γ射线 爆发、 超新星 爆发、 星系核 的活动和爆发以及 类星体 、 脉冲星 ，等等。

　　这些高能天体物理现象用人们已知的物理学规律已经无法解释。就拿类星体来说吧，类星体的体积与一般恒星相当，而它的亮度却比普通星系还亮几万倍。类星体这种个头极小、亮度极大的独特性质，是人们从未见到过的，这就使科学家们想到类星体很可能是一种与人们已知的任何天体都迥然不同的奇异天体。

　　如何解释类星体现象呢？科学家们提出了各种各样的理论模型。前苏联的 诺维柯夫 和以色列的 尼也曼 提出的白洞模型，引起了大家的注意。白洞概念就这样横空出世了。

　　如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有。60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念，科学家做了很多工作，但这概念不像黑洞这么通行，看来白洞似乎更虚幻了。问题是我们已经对 引力场 较为熟悉，从 恒星 、 星系 演化为 黑洞 有数理可循，但白洞靠什么来触发，目前却依然茫然无绪。无论如何 宇宙 至少触发过一次，所以白洞的研究显然与 宇宙起源 的研究更有密切的关系，因而白洞学说通常与宇宙学说结合起来。人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论，而在于它的物理机制问题。从现有状态去推求终末，总容易些，相反的从现有状态去探索原始，难免茫无头绪。

　　有人认为， 类星体 的核心就可能是一个白洞。当白洞内中心点附近所聚集的 超密态物质 向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈碰撞，而释放出巨大的 能量 。因此，有些X射线、 宇宙线 、 射电 爆发、射电双源等现象，可能与白洞的这种效应有关。白洞目前还只是一种理论模型，尚未被观测所证实。

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