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除了黑洞 宇宙中或還有其他"洞"

前幾天,歐洲委員會、歐洲研究理事會和事件地平線望遠鏡項目高調宣布將於4月10日展示一項突破性成果:人類史上首張黑洞的照片。

黑洞可能是宇宙所有天體中最引人注目和浮想聯翩的神秘所在。死亡恆星坍塌的核心,高度緻密以至於光線都無法擺脫它的引力——所以從外界看去是“黑”的。

黑洞外面包裹著一層事件視界,所謂“包裹”並不是某種物理阻隔,而是像國境線一樣是抽象的概念,但是又能產生切實的物理影響——任何物質一旦落入視界之後,就再也無法離開。

不過,黑洞並不是宇宙中唯一的“洞”。

假設您正在調校黑洞附近的時空參數,減去死亡恆星核——所有實際物質和質量。剩下的在數學上就是一個叫做白洞的東西——一個無質量的奇點。

顧名思義,白洞與黑洞相反。自20世紀70年代以來,天體物理學家一直在使用這一概念。

如果黑洞的事件視界是其引力強度達到光線也無法逃逸的邊界,那麼白洞的事件視界就是阻止任何物體進入的禁區。

你無法從黑洞中逃脫。你也不能進入白洞。因此,當一個黑洞吸入物質時,一個白洞就會噴出物質。所以白洞應該是異常的明亮和活躍,就像在黑洞上點擊“倒放”按鈕一樣。

根據埃里克·庫里爾為斯坦福大學哲學百科全書所撰寫的條目:“因為廣義相對論的場方程並沒有規定時間的方向,如果時空和重力定律允許形成黑洞,那麼那些定律也允許存在白洞。”

據我們所知,人類從未觀察到過任何白洞。物理學家認為它們不太可能存在於宇宙中。

一個大問題是,它們要如何形成?我們確實已經有了描述黑洞的模型,但並不是說我們真的可以在宇宙中倒轉時間將它們變成白洞。

你必須從奇點噴射物質直到......它將自己變成一顆恆星。這需要減熵的過程,違反了熱力學第二定律。

從“奇點開始”本身也是一個問題。“如果某個奇點是天然存在的,而非其他天體坍塌而成,那就必須是從宇宙一開始就存在著的。”天體物理學家卡倫·馬斯特斯解釋道,“但沒有理由認為宇宙形成之初,就有現成的奇點,否則的話,宇宙比我們理解的還要古怪得多。”

但是讓我們先忽略所有這一切,並假設白洞確實存在。根據數學推導,任何一處時空中都有可能誕生出黑洞。而一旦有物質進入了白洞視界,無論多麼微小,白洞都將不再是白洞。

因此,如果白洞現在存在,可能很快就要不復存在了。雖然目前,白洞純粹是理論上的概念,但是黑洞曾經也是如此,而且直到最近還一直都是如此。

事實上,科學家把一種天文事件當做候選的白洞現象——伽馬射線爆發。它們是宇宙中最明亮和最高能的事件,10秒內釋放出的能量超過太陽在10億年里的總和。

在2017年,天文學家觀察到由兩顆中子星GW170817之間的碰撞引發的伽馬射線大爆發。

但在2011年,有兩位天體物理學家提出,某具有不尋常特性的伽馬射線爆發可能是白洞所為。美國宇航局的天文學家則認為它更可能來自形成過程中的黑洞。

然後,還有一個看似瘋狂的想法,即宇宙大爆炸本身就是一個超大質量的白洞。我們可以利用數學來刻畫這一假說,但同樣,它也是高度理論化的東西。

事實上,“大爆炸”一詞可能有些誤導。根據目前的主流理論,宇宙膨脹的過程與白洞模型並不完全一致。

另外有一種假設認為,白洞是黑洞在其生命周期結束時形成的。

黑洞看起來很長壽,所以宇宙有可能沒有足夠長的時間來演化出白洞。或者它可以,然而在我們看到它們之前,白洞就已經消失。或者它沒有消失,但它前身是微小的原始黑洞,現在變成了微小的白洞,最後構成暗物質的組成部分。

這些都是數學上的可能性,但在真實的宇宙中,我們並沒有觀測到過這一天體。

如果我們真的看到了白洞,那意味著我們將不得不認真地重新思考我們對宇宙的認知。

噢,我的老天,那不是even better嗎?

阿波羅網責任編輯:李華 來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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