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白洞真的存在嗎?研究人員稱,我們或已經發現它的存在證據了
2023/05/02

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在宇宙中有個神秘,但充滿強大力量的天體叫黑洞,能吞噬一切,黑洞我們經常聽說,那它的對立面白洞你聽說過嗎?

黑洞無法直接觀測,只能用間接的方式得知它的存在和它的活動,天文學家們在過去很長一段時間里,雖然能幾乎確定黑洞的存在,卻無法提供能證明它最直接的證據,直到2019年,人類才拍到第一張黑洞的照片,它距離地球約5500光年,在室女座橢圓星系M87的中心。

人類拍攝到的第一張黑洞的照片

那麼白洞是不是也同樣只能用間接方式得知呢?還是說,它目前只是人類的猜測?

有研究人員稱,我們應該發現了能證明白洞的證據,下面讓我們一起來看看這個比黑洞還神秘的白洞具體是什麼,它又會在哪里出現。

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白洞究竟是什麼?它真的存在嗎?

與黑洞相對的天體

俗話說,事物都有正反面,無限的宇宙也是如此,它以獨特的方式保持著自己的平衡。

黑洞的引力極強,天文學家最開始懷疑它的存在,是建立在廣義相對論上的,德國天文學家卡爾.史瓦西在1916年時,計算了愛因斯坦場方程得出一個真空解,推測出靜態球對稱星體的周圍會產生界面異象,這個界面稱為視界。

黑洞視界在圖像上表現為黑色的圓圈區域界線

黑洞外面的物質和輻射都可以通過視界進入黑洞,一旦進入之后,連光都別想再逃出來。

白洞的外部引力性質跟黑洞一樣,也可以把周圍的物質吸引過來堆積到它的邊界上,形成厚厚的物質層,但它會產生排斥力,不吸收外部的物質和輻射,更不會吞噬天體。

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相反,白洞還能給它外面的區域提供物質和能量,因此可以稱為宇宙的噴射源。

人們認為白洞不會吞噬物質,反而會噴射能量和物質

當白洞內部聚集了極高的壓力,形成超密態物質往外噴射時,就會撞上它周圍的物質,繼而產生巨大的能量。

于是天文學家由此推斷,宇宙中的射電爆發、X射線等現象應該都是白洞的噴射效應帶來的。

這麼一來,白洞的存在就更加難證明了。拿X射線舉例,導致它產生的主要原因有熱輻射、同步輻射等,宇宙中發出輻射,產生X射線的天體太多了,恒星、星系團、黑洞、超新星遺跡、星際冕氣等等,能說它們都與白洞有關嗎?

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宇宙中能產生X射線的星體太多了

所以,一開始,人們只是猜測宇宙中有種跟黑洞相反的天體存在。

白洞概念的提出

到了1960年之后,人們陸續發現了很多無法解釋的高能天體物理現象,比如類星體,這是一種類似恒星的天體,它的品質和體積都不算特別大,但亮度非常高。因為獨特的亮度,即使類星體離人類再遙遠都能觀測到。

甚至距離地球100億光年之遠的高紅移類星體都在人類的觀測范圍內,跟星系比,類星體要小很多,卻能釋放星系千倍以上的超大能量。

類星體雖然比星系小,但卻能釋放超大能量

長期以來,天文學家都對類星體的性質感到很疑惑,于是便提出了白洞的概念,并建立了模型。

并且,根據白洞的噴射理論,天文學界便形成了一種觀點,認為星系的最初形成跟白洞物質有關。

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從宇宙大爆炸之后,奇點中的物質就不斷向外流出,并且逐漸膨脹,它們沖出視界后,慢慢形成了宇宙中的氣體和其他天體。

接著宇宙爆炸論擴散一下思維,萬一當時的爆炸不均勻,一些沒有爆炸的致密核被拋出保留了下來,但它們仍然有爆炸的可能,只是時間不確定,它們也可能成為白洞。

宇宙爆炸時留下來的致密核可能會成為白洞

這樣看的話,其實宇宙中存在著很多白洞。它的形態跟黑洞完全不同,說不定地球附近的某個天體就是白洞。

但是還有一種理論跟以上觀點都不同,它認為,白洞既然跟黑洞是對立的,那它就有可能是黑洞轉化而來。

宇宙中所有天體都有壽命,黑洞也不例外,跟恒星、星云等一樣,到了一定的時間都會發生坍縮。有些恒星坍縮后會形成黑洞,再加上其他黑洞,宇宙中就有了數不清的黑洞。

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超大品質恒星坍塌會形成黑洞

這些黑洞再發生坍縮,到了一個臨界點,內部的物質經過變化發生膨脹,就出現了反坍縮的爆炸,黑洞的性質也會由吸收能量變成噴射能量,也就成了白洞。

但這些都是推測,真正發現白洞,比發現黑洞難多了,也許白洞根本就不存在。不過,有項研究大機率能證明白洞的存在。

白洞存在的證據

2006年,尼爾.格雷爾斯雨燕天文台探測到了一個伽馬射線暴,這是宇宙中伽馬射線的強度在短時間突然增強又快速減弱的現象,持續時間很短,只有大約102秒。

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2006年尼爾.格雷爾斯雨燕天文台探測到了一個伽馬射線暴

伽馬射線暴是我們已知的最強爆射現象,通常是大品質恒星在坍縮時爆炸產生的,或者是兩顆致密星體發生碰撞合并噴射出來的,持續時間不定,可能短到只有千分之一秒,也可能持續幾個小時,但不管持續多久,這種現象都會極快地釋放能量。

這次的伽馬射線暴被命名為GRB 060614,它的整個過程很奇特,與人們在此之前熟知的都不同。

以前,人們認為伽馬射線暴是大品質恒星被吸入黑洞坍縮引起的,這種情況下還可能探測到超新星,但在GRB 060614的持續時長明明是長伽馬射線暴現象,卻沒有發現超新星爆發時該有的光譜滯后現象。

GRB 060614的持續時長顯示其是長伽瑪射線風暴

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這就是說,GRB 060614的產生跟超新星無關,并且從它持續102秒的時長來看,也不是中子星碰撞導致的,于是,研究人員立刻想到了傳說已久的白洞。只有白洞噴射才能產生這樣強烈的伽馬射線暴。

可是疑問也來了,因為像GRB 060614這樣的伽馬射線暴并不常見,如果白洞確實存在,為什麼我們很少見到它這麼大的動靜呢?

研究人員猜測這個白洞是時空泡沫產生的。

研究人員猜測這個白洞是時光泡沫產生的

時空泡沫是在量子力學的基礎上提出來的概念,所以也叫量子泡沫。根據它的理論,時空不是平滑的,其中有很多物質形狀像泡沫一樣隨機形成又消失,并且沒有規律地到處漂浮著。

在這種能量起伏間會形成一些小通道,我們稱為蟲洞,它連接兩個空間,由目前同樣沒有證實的暗物質維持著出口。

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我們認為蟲洞連接著兩個空間

而蟲洞是如何形成的,又可能跟黑洞有關。相關的觀點是,黑洞吸入了很多天體物質后,由白洞排出,但它倆也許并不在一個空間中,連接它倆并且把物質從黑洞傳輸到白洞的通道就是蟲洞。

如果我們能確定以上理論成立,那宇宙中就真的存在時空隧道——蟲洞,時空之門,也就是白洞。把黑洞、蟲洞、白洞統一起來,人類未來的時空之旅就很有可能實現。

到時候,我們也不害怕現在生活的這個宇宙消亡,因為到時候可以穿梭時空到達另一個宇宙生活了。

可能未來我們也能實現穿梭時空

當然,目前還不能高興的過早,畢竟,GRB 060614只表示白洞可能存在,具體還不知道要研究多久才能真的找到白洞。

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