世界首张黑洞照片要发布 你还了解宇宙中还有那些“洞”

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　　前几天，欧洲委员会、欧洲研究理事会和事件地平线望远镜项目高调宣布将于4月10 日展示一项突破性成果：人类史上首张黑洞的照片。

　　黑洞可能是宇宙所有天体中最引人注目和浮想联翩的神秘所在。死亡恒星坍塌的核心，高度致密以至于光线都无法摆脱它的引力----所以从外界看去是“黑”的。

　　黑洞外面包裹着一层事件视界，所谓“包裹”并不是某种物理阻隔，而是像国境线一样是抽象的概念，但是又能产生切实的物理影响----任何物质一旦落入视界之后，就再也无法离开。

　　不过，黑洞并不是宇宙中唯一的“洞”。

　　假设您正在调校黑洞附近的时空参数，减去死亡恒星核----所有实际物质和质量。剩下的在数学上就是一个叫做白洞的东西----一个无质量的奇点。

　　顾名思义，白洞与黑洞相反。自20世纪70年代以来，天体物理学家一直在使用这一概念。

　　如果黑洞的事件视界是其引力强度达到光线也无法逃逸的边界，那么白洞的事件视界就是阻止任何物体进入的禁区。

　　你无法从黑洞中逃脱。你也不能进入白洞。因此，当一个黑洞吸入物质时，一个白洞就会喷出物质。所以白洞应该是异常的明亮和活跃，就像在黑洞上点击“倒放”按钮一样。

　　根据埃里克?库里尔为斯坦福大学哲学百科全书所撰写的条目：“因为广义相对论的场方程并没有规定时间的方向，如果时空和重力定律允许形成黑洞，那么那些定律也允许存在白洞。”

　　据我们所知，人类从未观察到过任何白洞。物理学家认为它们不太可能存在于宇宙中。

　　一个大问题是，它们要如何形成？我们确实已经有了描述黑洞的模型，但并不是说我们真的可以在宇宙中倒转时间将它们变成白洞。

　　你必须从奇点喷射物质直到......它将自己变成一颗恒星。这需要减熵的过程，违反了热力学第二定律。

　　从“奇点开始”本身也是一个问题。“如果某个奇点是天然存在的，而非其他天体坍塌而成，那就必须是从宇宙一开始就存在着的。”天体物理学家卡伦?马斯特斯解释道，“但没有理由认为宇宙形成之初，就有现成的奇点，否则的话，宇宙比我们理解的还要古怪得多。”

　　但是让我们先忽略所有这一切，并假设白洞确实存在。根据数学推导，任何一处时空中都有可能诞生出黑洞。而一旦有物质进入了白洞视界，无论多么微小，白洞都将不再是白洞。

　　因此，如果白洞现在存在，可能很快就要不复存在了。虽然目前，白洞纯粹是理论上的概念，但是黑洞曾经也是如此，而且直到最近还一直都是如此。

　　事实上，科学家把一种天文事件当做候选的白洞现象----伽马射线爆发。它们是宇宙中最明亮和最高能的事件，10秒内释放出的能量超过太阳在10亿年里的总和。

　　在2017年，天文学家观察到由两颗中子星GW170817之间的碰撞引发的伽马射线大爆发。

　　但在2011年，有两位天体物理学家提出，某具有不寻常特性的伽马射线爆发可能是白洞所为。NASA的天文学家则认为它更可能来自形成过程中的黑洞。

　　然后，还有一个看似疯狂的想法，即宇宙大爆炸本身就是一个超大质量的白洞。我们可以利用数学来刻画这一假说，但同样，它也是高度理论化的东西。

　　事实上，“大爆炸”一词可能有些误导。根据目前的主流理论，宇宙膨胀的过程与白洞模型并不完全一致。

　　另外有一种假设认为，白洞是黑洞在其生命周期结束时形成的。

　　黑洞看起来很长寿，所以宇宙有可能没有足够长的时间来演化出白洞。或者它可以，然而在我们看到它们之前，白洞就已经消失。或者它没有消失，但它前身是微小的原始黑洞，现在变成了微小的白洞，最后构成暗物质的组成部分。

　　这些都是数学上的可能性，但在真实的宇宙中，我们并没有观测到过这一天体。

　　如果我们真的看到了白洞，那意味着我们将不得不认真地重新思考我们对宇宙的认知。

　　噢，我的老天，那不是even better吗？

　　来源：地球知识局公众号

本文选自：今日头条