據張曉辰瞭解黑洞和白洞間的通路,也有個專有名詞,叫做“灰道”,即“蟲洞”別名“矽洞”。雖然白洞尚未發現,但在科學探索上,最美的事物之一就是許多理論上存在的事物後來真的被人們發現或證實。
與黑洞的關係白洞與黑洞是相輔相成的,是對立統一的。沈葹在《黑洞、白洞交相襯映》一文中對黑洞與白洞的相互關係作了如下論述:“霍金著眼於黑洞,但他的假說或可給予黑洞、白洞相互轉化之設想以便宜。
當然此設想主要還是出於黑洞、白洞之對稱性的思考;因為物質坍縮成一箇中心奇點、與物質從一箇中心奇點裡爆發出來,本是相反相成的兩個過程,所以從黑洞瞬即轉化成白洞,似乎還是可能實現的。對於宇宙演化,我們且作如下嘗試性解釋。從廣義相對論演繹得出的一種演化模式,把宇宙假設為從原始火球的大爆炸中誕生,接著便膨脹,脹到最大,再轉變成坍縮,縮到最小;爾後又發生第二次爆炸及其脹、縮過程;如此迴圈反覆。
對此模式,可否把每次爆炸的原始火球看作為一個原始白洞,而它是上一次坍縮過程的終止黑洞瞬即轉化來的。起始點和終止點就是這白洞和黑洞的中心奇點。”這段論述包含了深刻的辯證邏輯思想。
根據上述情況,可以得出以下結論:
第一,黑洞是宇宙間吸引的一種極端現象和形式,它的直接結果是“大坍縮”,與之相反,白洞則是宇宙間排斥的一種極端現象和形式,它的直接結果是“大爆炸”或“大膨脹”。兩者缺一不可,緊密相聯,相輔相成,相互轉化,對立統一。
第二,黑洞與白洞是透過某種“極變機制”蟲眼機制等)相互轉化的,由於這種相互轉化的存在,使得量子階梯中的所有物質現象得以產生、發展和消亡。在這個過程中,既沒有一成不變的永恆事物,也沒有隻出現一次就永遠絕滅的東西。產生了的東西會消亡,消亡了的東西又會產生,如此迴圈不止。
第三,黑洞與白洞的相互轉化是宇宙演化最根本、最重要的動力根源。它們兩者的存在和轉化,是“吸引和排斥這一個古老的兩極對立”的生動體現,是萬物變化最深層次的總根源。
很多曾經模糊不清的東西在華楓的腦海裡變得清晰,就像是之前的每一次奇妙的相遇一樣。
黑洞就象宇宙中的一個無底深淵,物質一旦掉進去,就再也逃不出來。根據我們熟悉的“矛盾”的觀點,科學家們大膽地猜想到:宇宙中會不會也同時存在一種物質只出不進的“泉”呢?並給它取了個同黑洞相反的名字,叫“白洞”。
科學家們猜想:白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界,但與黑洞不同的是,白洞內部的物質和各種輻射只能經邊界向邊界外部運動,而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說,白洞好像一個不斷向外噴射物質和能量的源泉,它向外界提供物質和能量,卻不吸收外部的物質和能量。
白洞到目前為止,還僅僅是科學家的猜想,還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過,最新的研究可能會得出一個令人興奮的結論,即:“白洞”很可能就是“黑洞”本身!也就是說黑洞在這一端吸收物質,而在另一端則噴射物質,就像一個巨大的時空隧道。
科學家們證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論,能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了“黑洞、白洞一體化”的可能。
要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘,還為時過早。但是,科學家們每前進一點,所取得的成績都讓人激動不已。我們相信,開啟宇宙之謎大門的鑰匙就藏在黑洞和白洞神秘的身後。
關於白洞是怎樣形成的,當前科學家們持有兩種不同的見解。
一種得到多數天文學家贊同的觀點認為,當宇宙誕生的那一時刻,即當宇宙由原初極高密度、極高溫度狀態開始大爆炸時,由於爆炸的不完全和不均勻,可能會遺留下一些超高密度的物質暫時尚未爆炸,而是要再等待一定的時間以後才開始膨脹和爆炸,這些遺留下來的緻密物質即成為新的區域性膨脹的核心,也就是白洞。
有些緻密物質核心的爆炸時間已經延遲了大約100億年或200億年,這要看宇宙的年齡是100億年還是200億年,而宇宙年齡就算是在當前也是一個未解之謎。
它們的爆炸,就導致了我們今天所觀測到的宇宙中各種高能天體物理現象。為此,白洞又有“延遲核”之稱。按照延遲核理論,100億或200億年之前,我們的宇宙就是一個巨大的白洞。
除了延遲核理論之外,另一種觀點認為,白洞可直接由黑洞轉變過來,白洞中的超高密度物質是由引力坍縮形成黑洞時獲得的。
傳統的黑洞理論認為,黑洞只有絕對的吸引而不向外界發射任何物質和輻射。70年代,有一位卓越的英國天體物理學家霍金,根據廣義相對論和量子力學理論,對黑洞作了進一步的研究,並對傳統的黑洞理論作了重大的修正。霍金對黑洞的見解轟動了科學界,他因此獲得了1978年的愛因斯坦獎金。
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霍金認為,黑洞具有一定的溫度,會以類似於熱輻射的方式穩定地向外發射各種粒子,這就是所謂的“自發蒸發”。
黑洞的蒸發速度與黑洞的質量有關,質量越大的黑洞,溫度越低,蒸發得越慢;反之,質量越小的黑洞,溫度越高,蒸發得越快。譬如,質量與太陽相當的一個黑洞,約需1066年才能夠完全蒸發完,而一些原生小黑洞,卻能在1023秒之內蒸發得一乾二淨。
黑洞的蒸發使黑洞的質量減小,從而使黑洞的溫度升高,這樣又促使自發蒸發進一步加劇。這種過程繼續下去,黑洞的蒸發便會越演越烈,最後以一種“反坍縮”式的猛烈爆發而告終。這個過程正好就是不斷向外噴射物質的白洞了。
當前,這種白洞是由黑洞直接轉變過來的觀點,也越來越引起各國科學家們的關注。
由於白洞概念提出之後,用它可以解釋一些高能天體物理現象,所以引起了不少天文學家對白洞的興趣,繼而他們也對白洞問題作了一些探討和研究。
儘管如此,科學家們對白洞的興趣還遠遠比不上像對黑洞的興趣那樣濃,對白洞的研究工作也遠遠比不上像對黑洞的研究那樣廣泛和深入,並且在觀測證認工作方面,也不像黑洞那樣取得了很大的進展。
總而言之,白洞學說當前還只是一種科學假說,宇宙中是否真的存在白洞這種天體?白洞是怎樣形成的?我們的宇宙在它誕生之前是否就是一個白洞?等等,有關白洞的這一系列問題,還都是等待人們去揭開的宇宙之謎。
既然白洞概念是在解釋高能天體物理現象時提出來的,那麼白洞與高能天體究竟存在什麼聯絡呢?
白洞是一個物質只出不進的天體,但是,對於外部區域來說,白洞也是一個強引力源。它能把周圍的塵埃、氣體和各種輻射不斷地吸引到它的邊界上來,只不過這些物質並不能進入白洞的內部,只能在邊界外形成一個包圍白洞的物質層。
白洞內部,中心奇點附近所聚集的物質是一種超高密態的物質,其中包含各種基本粒子,甚至引力子,並且還聚集著極其巨大的能量。
起初,這些物質是處於某種平衡狀態,但它們具有向外膨脹的趨勢。當由於某種原因引起膨脹時,物質密度就會在膨脹過程中不斷降低。降低到某一程度,就會引起粒子的衰變過程,從而將各種高能粒子、光子、中微子等發射出來。
從白洞內部發射出來的物質都具有很高的速度,而被白洞吸引到其邊界上的物質也具有很高的速度。不難想象,這進進出出,又都是高速度,它們在白洞邊界上的碰撞該有多麼猛烈。隨著猛烈的碰撞,必然就會有異常巨大的能量釋放出來。
假若類星體或活動星系核的中心有大質量白洞存在的話,那麼,它們所釋放的巨大能量就可以看成是白洞向外噴射物與其邊界上吸積物相互作用的結果,這也就是白洞對高能天體物理現象能源之謎的解釋,廣義相對論所預言的一種與黑洞相反的特殊天體。“白洞“學說主要用來解釋一些高能天體現象,叫白洞現象。
黑洞作為一個發展終極,必然引致另一個終極,就是白洞。其實膨脹的大爆發宇宙論中,早就碰到了原初火球的奇點問題,這個問題其實一直困擾著科學家們。
這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的,但他們的活動機制卻恰恰相反。高能量超密物質的發現,顯示黑洞存在的可能,自然也顯示白洞存在的可能.如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極,那麼也可能按不同的時間和路徑從原始出發,亦即在大爆發之初的大白洞發生後,仍可能出現小爆發小白洞。
而且,流入黑洞的物質命運究竟如何呢是永遠累積在無窮小的奇點中,直到宇宙毀滅,還是在另一個宇宙湧出?
如果黑洞從有到無,那白洞就應從無到有。60年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念,科學家做了很多工作,但這概念不像黑洞這麼通行,看來白洞似乎更虛幻了。雖然看起來似乎沒什麼思路,但張曉辰覺得自己好像看到了些什麼東西。
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