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白洞，真的存在吗？

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白洞，真的存在吗？
作者：暂无
来源：《科学之友》2013年第2期

●郭俊昌
大多数人或许只听说过黑洞，但却很少有人知道白洞。听到“白洞”这个词，很容易将它与黑洞联系起来。现实生活中，我们认为“白”与“黑”互为反义词，那么，天文学中的嘿洞与白洞也是相对的吗？
答案当然是肯定的。我们都知道，黑洞是一个具有巨大胃口的宇宙“怪物”，在它的史瓦西半径面上连光都无法逃脱，一旦物质掉落其中，就将永远消失在宇宙之中。正因为它的史瓦西半径内连光都无法逃脱，因此在任何地方看黑洞它始终都是黑色的，但是我们可以通过它产生的强大引力以及周围恒星的运动来判断是否存在黑洞，当然，利用“引力透镜”也能发现大型黑洞的存在。那么是否存在一个与黑洞性质相反的天体——白洞呢？
白洞与黑洞性质相反？
事实上，这并不是人类异想天开的结果，它如同黑洞一样，属于广义相对论预言的一类天体。但是，从目前的观测结果来看，还没有任何证据直接显示宇宙中存在白洞。要了解白洞，我们必须对黑洞有所了解。黑洞存在一个“事件视界”，包裹着奇点，一旦物质掉落至“事件视界”内，物质将无法逃脱，因此，黑洞也被誉为“时空和物质的尽头”。其实，白洞同样也存在这样一个“事件视界”，与黑洞的奇点不同，它虽然也是一个超高密度天体，但是此时的引力会突然“改向”，成为一种排斥力，就如宇宙暗能量产生的排斥力使宇宙膨胀一样。因此白洞在该“视界”内不断向外喷发物质，“视界”外的物质无法进入，连直射着这个面的光也会在此处戛然而止，没有事物能够穿透这层“视界”而进入到内部。
黑洞与宇宙大爆炸时的奇点相对应，一个产生时空和物质，一个让所有事物走向尽头，那么，到底存不存在这样一类天体，和黑洞相反，只往外喷射各种星际物质和能量？宇宙大爆炸时的奇点会不会就是这样一个白洞呢？
科学家们曾经发现了许多未知的宇宙高能天体物理现象，当然，有一部分支持白洞存在的科学家便会用白洞来解释这些现象，而且似乎也可以说得过去，但科学是严谨的，没有直接证据不能妄下结论。科学家找到许多未知的高能天体现象能与理论中预言的白洞相联系，其中，类星体就是一个典型的例子。类星体也被誉为“宇宙边缘的灯塔”，之所以这样说是因为目前的天文学研究只在宇宙的边缘处发现了它们，它们距离我们100多亿光年，因此它们很有可能只存在于100多亿年前，因为我们没有在离地球相对较近的地方发现它们；之所以又被称为灯塔，原因在于它发光的亮度超乎寻常，类星体的体积与一般恒星相当，但它的亮度却要比普通的星系还亮几万倍！由于这种难以解释的现象，20世纪六七十年代便有科学家提出了白洞的概念，用来解释类星体所产生的现象。那么，类星体的核心真的是一个’白洞吗？正是因为这样的白洞不断喷，发物质才形成了我们至今的宇宙吗？
其实，早有理论认为宇宙大爆炸仅仅只是其中的一个白洞剧烈地喷发物质，而后来宇宙中依然存在一些小．的白洞，不断地喷发物质，最终在物质匮乏的情况下结束自己的生命。那这些类星体就是遗留下来的白洞吗？可惜的是，目前多数天文学家认为，处于类星体核心处的神奇天体并不是白洞，而很有可能是黑洞！因为利用黑洞的一些特征同样能解释类星体产生的特殊现象。因此，这个曾经用来解释类星体现象的天体即将失去自己特殊的地位，很有可能被黑洞所取代。

黑洞白洞“一体化”？
当然，没有找到白洞并不能认为它不存在。科学家们赋予了它很多幻想，自弦论以及其他一些关乎宇宙的理论发展以来，白洞与黑洞的联系似乎更加紧密了，虽然它们所表现的性质不同。很多人认为，白洞与黑洞之间靠一个叫虫洞的时空相连接，而这个时空将不会是三维，而有可能是高维，至少高于三维空间。物质与能量在黑洞处得到终结，但通过时空特性，这些物质会通过虫洞而到达白洞，最终喷发出来，这样的解释让宇宙似乎就“和谐”了许多，物质的命运都是同等的。但是，这样的想象似乎更像哲学，没有多少直接的科学依据，白洞似乎也因此而被神化了。
虽然科学研究没能给出直接的白洞观测结果，但通过黑洞的研究我们似乎可以找到白洞的影子。霍金曾经结合广义相对论和量子理论，证明黑洞存在黑洞辐射！在他的理论当中，黑洞的蒸发速度与质量相关，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发得越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发得越快。黑洞的蒸发导致其本身温度增加，最终以一种猛烈的爆发形式终结自己的生命，这就相当于一个往外喷射物质的白洞。这样的研究虽然在科学意义上是巨大的突破，但是它在本质上似乎又有点偏离白洞的定义。这样的研究应当还只能是黑洞意义上的研究，黑洞白洞“一体化”似乎变得有点说不过去了。
白洞的存在一直是天文界的一大争议。黑洞虽然曾是广义相对论中的一个解，但是现实世界中的黑洞似乎要复杂得多，可以分为是否旋转，是否带有电荷等各种复杂的黑洞，远远不是曾经那个简简单单的解。可是，理论研究上认为白洞似乎显得有点单一，它不会带有电荷，也不会出现旋转，任何苛刻的条件都可能让这个被广义相对论预言的白洞难以生存。
如果说白洞是黑洞的一个反演，似乎也会变得不是那么理所当然。因为在目前的研究中，一颗超大质量的恒星最终将坍缩成一个黑洞，因此，对一个黑洞进行时间反演时，得到的将是一个超大质量的恒星，而不会是一个白洞。白洞也许仅仅只是我们异想天开的一个结果罢了。
当然，人类对于宇宙的了解少之又少，对于黑洞的研究也并不是那么透彻，毕竟我们都不能透过那个连光都不能逃过的“事件视界”来研究其中的奇点。因此，宇宙中发生的事并没有我们想象中那么简单。白洞兴许就存在于我们的宇宙之中，只是在等着我们去发现，或许根本就不存在，但是，科学就是这样，无论得出何种结论，都将是一种巨大的成就。

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