科学家很可能已经发现了第一个白洞

你可能听说过黑洞，深空中可怕的巨大物体，能够吞食任何靠近的东西。然而，与黑洞正好相反，它被称为白洞。白洞同样可怕，但要更好地理解它，了解黑洞是如何产生的是很重要的。这就是我们的出发点，请注意这些描述，因为其中许多描述也适用于白洞，但需要反过来。

什么是黑洞

黑洞有各种大小，但主要有三种类型。黑洞的质量和大小决定了它的类型，最小的称为原始黑洞。科学家们认为，这种类型的黑洞只有一个原子那么小，但质量相当于一座大山。最常见的中等大小的黑洞被称为恒星黑洞。恒星黑洞的质量可能是太阳质量的20倍，但相对较小，它们可以很容易地装入直径约为10英里的球内。密集的质量集中是它们对其他物体施加强大引力的原因，科学家估计，银河系中有几十个恒星质量的黑洞。最大的黑洞被称为超大质量黑洞，这些黑洞的重量超过100万个太阳，然而，它们可以装在一个直径相当于太阳系大小的球内。

研究表明，每个大星系的中心都有一个超大质量的黑洞。位于银河系中心的超大质量黑洞被称为人马座A，它的质量相当于大约400万个太阳，可以装入一个直径约为太阳大小的球中。

原始黑洞被认为是在宇宙大爆炸后不久形成的。当一颗大质量恒星的中心坍塌时，恒星黑洞就形成了。这种坍缩也会导致超新星或恒星爆炸，将恒星的一部分爆炸到太空中。科学家认为超大质量黑洞与星系同时形成，它们的大小和星系的质量大小有关。黑洞是看不见的，因为强大的引力甚至不允许光线逃逸。然而，科学家们可以看到它强大的引力对周围恒星和气体的影响。如果一颗恒星围绕太空中的某一点运行，科学家可以研究恒星的运动，以确定它是否围绕黑洞运行。

我们的太阳会成为黑洞吗？因为太阳没有足够的质量，所以不会坍缩成黑洞，但这并不意味着它将在几十亿年后逃脱死亡，它会变成一颗红巨星。然后，当它用完最后的燃料时，它会脱离外层，变成一个发光的气体环，称为行星星云。最后，太阳只剩下一颗冷却的白矮星。但这一切都还很遥远，现在担心它是没有意义的。

什么是白洞

白洞与黑洞正好相反，事实上，它是一个时间倒转的黑洞。如前所述，一旦物质进入黑洞的范围，这种物质注定无法逃脱强大的引力。同样地，白洞是一个时空无情地向外流动的区域，据说它的视界半径禁止任何物质进入，包括光。人们认为，如果一个鲁莽的船员试图驾驶飞船进入一个白洞，那么这个白洞会以相当于黑洞的力量的水平射出光。伽马射线的巨大威力会摧毁他们和他们的飞船，但我们甚至可以假设飞船足够强大，能够承受这一点。即使在那个时空里，白洞周围的结构也使得进入白洞所需的加速度越来越大，简而言之，进入白洞所需的能量比整个宇宙所需的能量还要多。

所以你最好不要尝试，正如你可能怀疑的那样，白洞理论是对黑洞的数学魅力所做的第一件事。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦认识到，虽然加速的观察者对时间的体验不同，但这并不适用于非加速的观察者。那些以恒定速度运动或静止的物体，光速与所有运动无关。爱因斯坦后来发表了他的广义相对论，得出的结论是，有质量的物体具有重力，这是时间和空间的扭曲，而不是实际的物理力。卡尔·史瓦西使用爱因斯坦的求解它们的场方程，找到了空的时空或完全没有任何物质的区域中的质量方程。这就产生了史瓦西度量，但简单来说，它就是黑洞的数学表示。史瓦西创造了一个完全静止的黑洞方程，没有变化或不需要任何改变。

这是一个外部黑洞，是一个大小不变且一直存在的黑洞。记住，在视界之外，所有事件都会在无限远的未来发生。因此，对于外部观察者来说，这些事件永远不会发生，史瓦西度量告诉我们，在理想化的黑洞中，空间变成了时间，时间变成了空间。当我们在一个真实的黑洞中倒转时间时，我们会看到一颗垂死的恒星，而不是在一个特定的未来时间，来交换他们的角色。然而，当逆转一个永恒的黑洞，我们最终会得到一个白洞。

然而，并不是所有的科学家都同意白洞的存在，这使得最近关于它们的发现更加重要，但是为什么一些科学家怀疑白洞的存在呢。他们认为，仅仅因为白洞服从广义相对论，在数学上是合理的，并不意味着它是客观存在的。这就是为什么一些科学家称白洞是一种不可能的可能性，也就是说，虽然不能完全排除它们，但他们也不期待用望远镜看到白洞。他们的想法基于这样一个事实，即这种现象违反了热力学第二定律，即宇宙中的熵必须始终保持不变或增加。

熵通常被描述为混乱，但可以更好地理解为某个系统中粒子可能存在的状态数的增加。例如，想象一座房屋被拆毁成瓦砾，这是熵增加的一个例子，因为瓦砾可以建造许多其他结构，如棚屋、书架、大量的纸等。然而，房子只是这些粒子的一种特殊状态。现在，只要宇宙的总熵增加，熵就可能会出现局部的小幅度减少。黑洞在这方面非常出色，因为它们将行星等熵较低的物质分散在大空间中，随着时间的推移，增加了空间的混乱。但驱逐物质的白洞违反了这一定律，因为它们会降低总熵，这也是为什么物理学家认为时间不能倒流。

但这并不能证明白洞是不存在的。想想理论物理学家Carlo Revelli所说的，曾经的黑洞由于时空的限制不再蒸发和收缩，黑洞就会经历量子反弹或向外的压力，并转变成一个白洞。这意味着黑洞几乎在瞬间就变成了白洞，但作为外部观察者，我们在数十亿年的时间里继续看到黑洞。由于引力的时间膨胀，如果这个理论是正确的，在宇宙早期形成的黑洞可能会死亡并爆发成宇宙射线，或是我们以前可能看到的任何时刻的另一种形式的辐射。

可能是白洞的信号

2006年，NASA的Swift卫星在天空中一个非常奇怪的区域探测到一个异常强大的伽马射线爆发，名为GRB060614。这类爆发通常分为两类，短爆发和长爆发，通常与超新星有关。GRB060614两种都不属于，它显著的持续了102秒，但与任何恒星爆炸无关。相比之下，大多数伽马射线爆发只持续2到30秒。GRB060614发生在一个几乎没有恒星可以产生爆炸或长时间爆发的星系中，在天文学家和天体物理学家看来，这场伽马射线爆发不知从何而来，在短短几分钟后自行崩溃。

然而，几年后，科学家提出了GRB060614可能是一个白洞的假设。为什么他们会得出这个结论呢？这是因为GRB060614完美地描述了人们期望从一个白洞中看到的东西，一个巨大的、不稳定的物质和能量喷射。通常从一个太小而看不见的点形成后不久就会消失。使这一假设更加站得住脚的是，目前的科学模型对所发生的事情没有其他解释。