黑洞和白洞有什么关系

黑洞和白洞有什么关系
黑洞和白洞有什么关系

黑洞和白洞有什么关系
由于具有和“黑”洞完全相反的性质,所以叫做“白”洞.它有一个封闭的边界.聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动.因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射.白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同.白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层.白洞学说主要用来解释一些高能天体现象.目前天文学家还没有实际找到白洞,还只是个理论上的名词. 在了解白洞前先简略介绍黑洞：【黑洞】“黑洞”是一种天体：它的引力场强大得就连光也不能逃脱出来.根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞.据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的.(现 在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见)
【白洞概念的提出过程】
黑洞作为一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞.其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们.这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反.高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能.如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞.而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢 是永远累积在无穷小的奇点中,直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌出呢?
20世纪60年代以来, 由於空间探测技术在天文观测中的广泛应用,人们陆陆续续发现了许多高能天体物理现象,例如宇宙X射线爆发、宇宙γ射线爆发、超新星爆发、星系核的活动和爆发以及类星体、脉冲星,等等.
这些高能天体物理现象用人们已知的物理学规律已经无法解释.就拿类星体来说吧,类星体的体积与一般恒星相当,而它的亮度却比普通星系还亮.类星体这种个头小、亮度大的独特性质,是人们从未见到过的,这就使科学家们想到类星体很可能是一种与人们已知的任何天体都迥然不同的天体.
如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有.60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念,科学家做了很多工作,但这概念不像黑洞这么通行,看来白洞似乎更虚幻了.问题是我们已经对引力场较为熟悉,从恒星、星系演化为黑洞有数理可循,但白洞靠什么来触发,目前却依然茫然无绪.无论如何宇宙至少触发过一次,所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系,因而白洞学说通常与宇宙学及结合起来.人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题.从现有状态去推求终末,总容易些,相反的从现有状态去探索原始,难免茫无头绪.
有人认为,类星体的核心就可能是一个白洞.当白洞内中心点附近所聚集的超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈碰撞,而释放出巨大的能量.因此,有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象,可能与白洞的这种效应有关.白洞目前还只是一种理论模型,尚未被观测所证实.
【白洞的起源以及争论】
白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体,剧烈活动的星系中的可能性.相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性,只是这与一般正统的宇宙观不同,较不易获得承认.某些理论认为,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守着克卜勒轨道运动.这是一种高度理想化的推测,亦即一个地方有几个白洞,在星系核心互相旋转,偶然喷出满天星斗.喷出的白洞演化成新星系.而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来.这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的.照此来说,白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖,由分裂而形成星系.然而这又和目前的理论相违背.
从此看来,就是星系生成也有不同见解.有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块,而其中便包含了白洞.宇宙向最初奇点收缩,星系、星系群都同一动作,这当然和黑洞的奇点相似.宇宙的不同区域,其密度皆不同,收缩时首先在高密度的地方,达到了黑洞的临界密度,从此消失在事界之后,宇宙不断收缩,使不断出现高密奇点.宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体.然而事实上,宇宙是膨胀而非收缩的,因此它是白洞而不是黑洞.在宇宙整体性源始的大奇点中存在着密度高的小质点,它们随着膨胀向四面八方扩散,大白洞大量爆发生出小白洞.星系等不均匀物体,正是由它生成的.不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系,皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程.目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的,是过程的两个端点而已.黑洞奇点是物质末期塌缩的终点,白洞物质的奇点是星系的始端.只不过各过程不是同时,而是先后交错的.
科学家们普遍认为,自从大爆炸以来,我们的宇宙在不断膨胀,密度在不断减少.因此,现在正在膨胀着的天体和气体乃至整个宇宙,在200多亿年以前,是被禁锢在一个“点”（流出奇点）上,原始大爆炸后,开始向外膨胀,当它们冲出“视界”的外面,就成为我们看得见的白洞.
与上述相反的一种观点认为,由于原始大爆炸的不均匀性,一些尚未来得及爆炸的致密核心可能遗留下来,它们被抛出以后仍具有爆炸的趋势,不过爆炸的时间推迟了,这些推迟爆发的核心——“延迟核”就是白洞.
也有人认为,白洞可能是黑洞“转化”而来.就是说,当黑洞的坍缩到了“极限”,就会经过内部某种矛盾运动质变为膨胀状态——反坍缩爆炸,这时它便由向内积吸能量,转变为从中心向外辐射能量了.
最富吸引力的一种观点认为,像宇宙中有正负粒子一样,宇宙中也一定存在着与黑洞（负洞）相同,而性质相反的白洞（正洞）.它们对应地共生在某个宇宙膨胀泡的泡壁上,分属两个不同的宇宙.
由于我们的宇宙中存在着10万多个黑洞,同样也可能存在着数目相等的白洞.于是,在宇宙继续膨胀过程中,白洞周围一些质量稍许密集区域就变得更加密集；黑洞周围的一些质量稍微稀薄的区域就变得更加空虚.这些大片空虚的区域就是——