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科学家:如果白洞存在,它能解决很多宇宙难题

发布时间:2019-10-25 17:52:45    

  

爱因斯坦做出了一些坚如磐石的预言。他的理论预测,大质量物体的碰撞将在我们2015年探测到的时空中产生称为引力波的涟漪。他们还预测了黑洞的存在,其中一个是我们今年拍摄的。但是他们也对那些还没有被证明是真实的现象做出了预测——至少目前还没有。其中之一是白洞,理论上与黑洞相反。虽然他们从未被证明存在,但一些科学家认为他们可以解释宇宙中一些无法解释的特征。

黑洞是一个物体,它具有如此巨大的引力,以至于连光都无法从中逃逸。一旦有东西穿过黑洞周围不可见的球形边界,即事件视界,它就永远不会回来了。当一颗比我们的太阳大很多倍的恒星死亡,其核心收缩,直到它如此稠密以至于没有任何东西能逃脱它的引力时,黑洞就形成了。在这个不返回点的内部,恒星继续坍缩成一个无限密集的点。

这个位于黑洞中心的点被称为奇点,从数学上讲,它是黑洞变得混乱的地方之一。爱因斯坦和物理学家内森·罗森在1935年通过把这个点延伸到一条通向第二个位置的路径上修正了这一数学。这条路被称为爱因斯坦——罗斯桥,但你可能知道它是一个虫洞。但是如果黑洞在虫洞的一端,那么另一端是什么呢?一个白洞,自然。预测黑洞存在的同样的数学方法也预言了它的镜子相反的存在:一个白洞。虽然任何进入黑洞的东西都无法逃脱,但任何逃离黑洞的东西都无法逃脱。

宇宙今天的弗雷泽凯恩写 理论上。虽然我们知道黑洞存在,但到目前为止,白洞(和虫洞,就这一点而言)只存在于物理论文的页面上。”“在所有可能的情况下,白洞只是一个奇特的数学,”道。而且,由于奇特的数学很少能与现实联系起来,因此,白洞可能只是假想出来的。”

然而,物理学家们却不断地回到他们身边。有人说,每次黑洞形成时,都有可能在虫洞另一端的白洞中形成一个全新的宇宙。2014年,理论学家哈尔·哈格德和卡洛·罗维利利用量子理论证明,黑洞实际上可以通过一种称为环量子引力的东西转变成白洞。这一理论认为,时空的基本组成部分的形状就像一个微小的环,而且由于这些环的尺寸有限,一颗垂死的恒星实际上不能坍缩成一个无限密度的点。

相反,在它到达无穷大之前,一颗垂死的恒星会经历一次“量子反弹”,它施加一个向外的压力,把它变成一个白洞。(如果是真的,这可能是解决黑洞信息悖论的一种方法,即即使落入黑洞的任何东西都无法逃脱,黑洞也会逐渐发出辐射,直到它们完全消失。这是个问题,因为信息不能被销毁。一个白洞可以把信息安全地传递到另一边。)

黑到白的转变会在几千分之一秒内发生,但是由于重力作用下时间会变长,外部观察者可能会察觉到一个平均大小的黑洞需要数十亿年才能变成一个白洞。这可能是我们还没有看到的原因:宇宙太年轻,大多数黑洞太大。但是,假设由大爆炸引起的密度波动可能将物质聚集到许多点上,这些点坍塌成微小的黑洞。因为这些原始黑洞是如此之小,哈格德和罗维利认为它们有可能成为我们宇宙生命中的黑洞。

其他科学家甚至提出,这些微小的黑洞,以及它们可能变成的看不见的白洞,可能是暗物质的秘密成分,但最近的试验对这一理论提出了严重的怀疑。白洞无疑是解释宇宙中许多最难解之谜的一种方便方法,但它们可能不是一回事。尽管如此,爱因斯坦的一些更狂野的预言最终被证明是真的——也许我们只需要再等上几十亿年就可以知道。

 
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