宇宙大爆炸有時(shí)候會(huì)被描述成是一個(gè)白洞。但如果你把白洞當(dāng)做與黑洞性質(zhì)相反的事物來(lái)看,那么白洞就不是真實(shí)存在的。當(dāng)你用一些奇怪的坐標(biāo)系來(lái)理解黑洞時(shí),就會(huì)出現(xiàn)白洞,因此白洞本質(zhì)上只是數(shù)學(xué)創(chuàng)造出來(lái)的一個(gè)非真實(shí)的工藝品而已。不過(guò),白洞是個(gè)很好的想法,因此在很多科幻片中都會(huì)出現(xiàn)。在無(wú)盡的過(guò)去中,白洞是必然存在的數(shù)學(xué)抽象。也就是說(shuō),如果你跟著物理學(xué)家們使用同樣的數(shù)學(xué)模型,你將無(wú)法找到一個(gè)白洞和其他事物同時(shí)存在的結(jié)果。白洞的存在出現(xiàn)于遙遠(yuǎn)的過(guò)去里。
圖解:時(shí)空在黑洞附近和內(nèi)部都被嚴(yán)重的擾亂。為了簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)運(yùn)算,使過(guò)程更容易繪制,因此創(chuàng)建了克魯斯卡爾-塞凱賴什坐標(biāo)系
在這個(gè)(非常不直觀的)圖中,穿過(guò)中心的直線是恒定時(shí)間線,而未來(lái)在坐標(biāo)系中則是粗略向上的。黑洞的事件視界也延伸向無(wú)限的未來(lái)(從遠(yuǎn)離視界的外部視角來(lái)看,任何接近視界的物件都需要永恒久的時(shí)間才能一路落入黑洞)。那應(yīng)該是沒(méi)有什么意義,但是要記?。汉诙春凸之惖臅r(shí)空的關(guān)系就像威廉斯堡殖民地和令人揮之不去的失望感一樣是連在一起的。上圖中,黑洞的內(nèi)部是上面的三角形,整個(gè)宇宙是左右的三角區(qū)域,而白洞則是下方的三角區(qū)域。
下部區(qū)域的邊界是無(wú)盡的過(guò)去。也就是說(shuō),在對(duì)一個(gè)靜態(tài)和永恒的黑洞的愚蠢而理想化的數(shù)學(xué)猜想中,白洞在無(wú)盡的過(guò)去中是存在的。猜想中有個(gè)問(wèn)題說(shuō)的就是這個(gè)黑洞需要在(有限的過(guò)去中)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)形成。
認(rèn)真對(duì)待這個(gè)模型,然后假設(shè)它表明白洞是真實(shí)存在的,這種說(shuō)法有點(diǎn)像“想象出一個(gè)無(wú)限的機(jī)器哥斯拉”,然后去擔(dān)心它們從何而來(lái)一樣。這是過(guò)去經(jīng)常用來(lái)思考其他事情的抽象概念。物理學(xué)家們喜歡用他們的數(shù)學(xué)公式,但他們同時(shí)也有清楚的認(rèn)識(shí)——寫下一個(gè)公式并不會(huì)讓事情成為事實(shí)。
圖解:物理學(xué)家們喜歡他們自己的數(shù)學(xué)公式,但(幾乎總是)因此意識(shí)到自己方程的范圍和局限性
舉個(gè)例子,我們可以談?wù)撘粋€(gè)“北緯97 ,東經(jīng)40 ”的位置,但這并不意味著它存在(北緯90 是北極,根據(jù)定義所能得到的最北的地點(diǎn))。
科幻小說(shuō)是你唯一能聽(tīng)到人們談?wù)摪锥吹牡胤?。白洞與黑洞是相反的:白洞向外噴射出物質(zhì)和能量,一切都不可能進(jìn)入白洞,他們非常明亮,諸如此類。在小說(shuō)中,“與…相反”是一個(gè)得到奇思妙想的好方法。(比如,比扎羅超人)
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在廣義相對(duì)論中,白洞(英語(yǔ):White hole)是一種理論推測(cè)出來(lái)的時(shí)空區(qū)域,物質(zhì)與光線無(wú)法進(jìn)入這個(gè)區(qū)域中,但是可以從這個(gè)區(qū)域中向外出現(xiàn)。白洞的性質(zhì)與黑洞相反,光與物質(zhì)可以進(jìn)入黑洞中,但是無(wú)法從黑洞中離開。
這個(gè)理論最早由伊戈?duì)枴さ旅滋乩镆S奇·諾維科夫在1964年根據(jù)對(duì)史瓦西解的計(jì)算,而提出這個(gè)假設(shè)。目前已經(jīng)有許多證據(jù)顯示黑洞存在,到現(xiàn)在還沒(méi)有任何證據(jù)表明白洞存在,因此白洞仍然只是一種由理論推導(dǎo)而出的假想星體。
白洞的存在也違反熱力學(xué)定理,因?yàn)闊崃W(xué)認(rèn)為熵不是保持不變就是增加,但白洞會(huì)使熵減少。于2012年發(fā)表的一篇論文認(rèn)為宇宙形成最初的大爆炸是短暫噴發(fā)的白洞。 也有假設(shè)認(rèn)為2006年發(fā)現(xiàn)的伽瑪射線暴GRB 060614是由白洞引起的。
有些理論家假設(shè)黑洞和白洞彼此連接,在其中連接的通道叫蟲洞,這成為許多科幻小說(shuō)的主題。