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【除了黑洞还有白洞?爱因斯坦:白洞是黑洞的反演,能穿梭时间】
马斯克的太空探索技术公司进行了本年度的第28次发射 , 这次的发射任务是把NASA的一枚成像X射线偏振器送上太空 , 它搭载了由三个特殊探测器组成的太空望远镜 , 旨在通过观察黑洞等高能天体 , 探寻宇宙的起源和命运 。
从2019年第一张黑洞照片问世开始 , 近些年来有关黑洞的研究可谓热度不减 , 但黑洞的历史其实远比我们想象中的长 。
1783年 , 剑桥教师约翰.米歇尔首次在《伦敦皇家学会哲学学报》中发表了关于“暗星”的论文 , 约翰提出 , 假如有一颗质量和密度都足够大的恒星 , 它将会有足够大的引力 , 以至于连光都无法逃脱 , 这便是黑洞的雏形 。
1915年 , 爱因斯坦通过广义相对论证实了引力的确会影响光 , 随后德国天文学家史瓦西给出了爱因斯坦的方程解 , 这个解表明当大量物质集中于一点时 , 周围将会产生“视界” , 进入该界面后包括光在内的所有物质都将被吸进去 。
不过这时的黑洞还叫“暗星” , 直到1967年 , 约翰.惠勒才正式确定了黑洞这一名称 , 并获得了科学界的一致认同 。
在2019年4月10日 , 面向全世界公布的首张黑洞照片里 , 虽然黑洞看起来就像是燃烧的蜂窝煤里的窟窿 , 但它的本质和太阳、地球一样 , 都是天体 , 或者说球体 。
唯一不同的是 , 黑洞是大质量恒星爆炸时残余的产物:当恒星的内部停止热核反应后 , 在自身引力的影响下 , 外壳开始向核心施压 , 质量巨大的核心在外壳的重压下发生坍缩 。 当核心的大小坍缩到小于它自身的史瓦西半径后 , 巨大的密度将导致时空扭曲 , 直到连光也无法向外射出时 , 黑洞就诞生了 。
由于连光都飞不出黑洞的视界范围 , 所以长期以来物理学家们研究黑洞 , 其实都是在黑洞之外研究的 , 并不知道被黑洞吞噬的物质最后去哪了 。
英国物理学家霍金生前认为 , 黑洞在吸收物质的同时也会释放辐射 , 蒸发自身质量 。 随着时间推移 , 黑洞质量越来越小 , 蒸发速度越来越快 , 最后在“反坍缩”的大爆炸中会形成白洞 , 源源不断地向外喷射物质 。
也就是说 , 白洞是黑洞的反演 , 这个同样脱胎于爱因斯坦广义相对论中的天体 , 有着和黑洞完全相反的特性:黑洞的引力无穷大 , 白洞则是斥力无穷大 , 即便是一束笔直的光线射入白洞 , 也会一个粒子不少的反弹回来 。
看到这里有人会想了 , 既然白洞与黑洞呈现完全相反的性质 , 并且两者都存在着强大的时空扭曲 , 那么黑洞到白洞会不会就是一场穿越虫洞的时空旅行呢?
也许黑洞和白洞正是虫洞的入口与出口 , 进入黑洞的物质从白洞出来 , 会不会抵达宇宙的另一端 , 甚至是另一个宇宙?
以上这个异想天开的假设其实也被广义相对论允许了 , 因为广义相对论认为宇宙时空是充满曲率和弹性的 , 当两个质量巨大的物体弯曲到时空的同一个点时 , 理论上它们可以通过桥接 , 在两点之间建立虫洞 。
想象一下:我们人类是一张二维纸上的蚂蚁 , 要从一头到另一头 , 除过直线距离最短 , 我们还可以把纸折叠一下 , 在起点与终点重合的地方戳个洞 , 这时我们只要跳下去 , 就到达了另一端 。
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