科學家很可能已經發現了第一個白洞

你可能聽說過黑洞，深空中可怕的巨大物體，能夠吞食任何靠近的東西。然而，與黑洞正好相反，它被稱爲白洞。白洞同樣可怕，但要更好地理解它，瞭解黑洞是如何產生的是很重要的。這就是我們的出發點，請注意這些描述，因爲其中許多描述也適用於白洞，但需要反過來。

什麼是黑洞

黑洞有各種大小，但主要有三種類型。黑洞的質量和大小決定了它的類型，最小的稱爲原始黑洞。科學家們認爲，這種類型的黑洞只有一個原子那麼小，但質量相當於一座大山。最常見的中等大小的黑洞被稱爲恆星黑洞。恆星黑洞的質量可能是太陽質量的20倍，但相對較小，它們可以很容易地裝入直徑約爲10英里的球內。密集的質量集中是它們對其他物體施加強大引力的原因，科學家估計，銀河系中有幾十個恆星質量的黑洞。最大的黑洞被稱爲超大質量黑洞，這些黑洞的重量超過100萬個太陽，然而，它們可以裝在一個直徑相當於太陽系大小的球內。

研究表明，每個大星系的中心都有一個超大質量的黑洞。位於銀河系中心的超大質量黑洞被稱爲人馬座A，它的質量相當於大約400萬個太陽，可以裝入一個直徑約爲太陽大小的球中。

原始黑洞被認爲是在宇宙大爆炸後不久形成的。當一顆大質量恆星的中心坍塌時，恆星黑洞就形成了。這種坍縮也會導致超新星或恆星爆炸，將恆星的一部分爆炸到太空中。科學家認爲超大質量黑洞與星系同時形成，它們的大小和星系的質量大小有關。黑洞是看不見的，因爲強大的引力甚至不允許光線逃逸。然而，科學家們可以看到它強大的引力對周圍恆星和氣體的影響。如果一顆恆星圍繞太空中的某一點運行，科學家可以研究恆星的運動，以確定它是否圍繞黑洞運行。

我們的太陽會成爲黑洞嗎？因爲太陽沒有足夠的質量，所以不會坍縮成黑洞，但這並不意味着它將在幾十億年後逃脫死亡，它會變成一顆紅巨星。然後，當它用完最後的燃料時，它會脫離外層，變成一個發光的氣體環，稱爲行星星雲。最後，太陽只剩下一顆冷卻的白矮星。但這一切都還很遙遠，現在擔心它是沒有意義的。

什麼是白洞

白洞與黑洞正好相反，事實上，它是一個時間倒轉的黑洞。如前所述，一旦物質進入黑洞的範圍，這種物質註定無法逃脫強大的引力。同樣地，白洞是一個時空無情地向外流動的區域，據說它的視界半徑禁止任何物質進入，包括光。人們認爲，如果一個魯莽的船員試圖駕駛飛船進入一個白洞，那麼這個白洞會以相當於黑洞的力量的水平射出光。伽馬射線的巨大威力會摧毀他們和他們的飛船，但我們甚至可以假設飛船足夠強大，能夠承受這一點。即使在那個時空裏，白洞周圍的結構也使得進入白洞所需的加速度越來越大，簡而言之，進入白洞所需的能量比整個宇宙所需的能量還要多。

所以你最好不要嘗試，正如你可能懷疑的那樣，白洞理論是對黑洞的數學魅力所做的第一件事。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦認識到，雖然加速的觀察者對時間的體驗不同，但這並不適用於非加速的觀察者。那些以恆定速度運動或靜止的物體，光速與所有運動無關。愛因斯坦後來發表了他的廣義相對論，得出的結論是，有質量的物體具有重力，這是時間和空間的扭曲，而不是實際的物理力。卡爾·史瓦西使用愛因斯坦的求解它們的場方程，找到了空的時空或完全沒有任何物質的區域中的質量方程。這就產生了史瓦西度量，但簡單來說，它就是黑洞的數學表示。史瓦西創造了一個完全靜止的黑洞方程，沒有變化或不需要任何改變。

這是一個外部黑洞，是一個大小不變且一直存在的黑洞。記住，在視界之外，所有事件都會在無限遠的未來發生。因此，對於外部觀察者來說，這些事件永遠不會發生，史瓦西度量告訴我們，在理想化的黑洞中，空間變成了時間，時間變成了空間。當我們在一個真實的黑洞中倒轉時間時，我們會看到一顆垂死的恆星，而不是在一個特定的未來時間，來交換他們的角色。然而，當逆轉一個永恆的黑洞，我們最終會得到一個白洞。

然而，並不是所有的科學家都同意白洞的存在，這使得最近關於它們的發現更加重要，但是爲什麼一些科學家懷疑白洞的存在呢。他們認爲，僅僅因爲白洞服從廣義相對論，在數學上是合理的，並不意味着它是客觀存在的。這就是爲什麼一些科學家稱白洞是一種不可能的可能性，也就是說，雖然不能完全排除它們，但他們也不期待用望遠鏡看到白洞。他們的想法基於這樣一個事實，即這種現象違反了熱力學第二定律，即宇宙中的熵必須始終保持不變或增加。

熵通常被描述爲混亂，但可以更好地理解爲某個系統中粒子可能存在的狀態數的增加。例如，想象一座房屋被拆毀成瓦礫，這是熵增加的一個例子，因爲瓦礫可以建造許多其他結構，如棚屋、書架、大量的紙等。然而，房子只是這些粒子的一種特殊狀態。現在，只要宇宙的總熵增加，熵就可能會出現局部的小幅度減少。黑洞在這方面非常出色，因爲它們將行星等熵較低的物質分散在大空間中，隨着時間的推移，增加了空間的混亂。但驅逐物質的白洞違反了這一定律，因爲它們會降低總熵，這也是爲什麼物理學家認爲時間不能倒流。

但這並不能證明白洞是不存在的。想想理論物理學家Carlo Revelli所說的，曾經的黑洞由於時空的限制不再蒸發和收縮，黑洞就會經歷量子反彈或向外的壓力，並轉變成一個白洞。這意味着黑洞幾乎在瞬間就變成了白洞，但作爲外部觀察者，我們在數十億年的時間裏繼續看到黑洞。由於引力的時間膨脹，如果這個理論是正確的，在宇宙早期形成的黑洞可能會死亡並爆發成宇宙射線，或是我們以前可能看到的任何時刻的另一種形式的輻射。

可能是白洞的信號

2006年，NASA的Swift衛星在天空中一個非常奇怪的區域探測到一個異常強大的伽馬射線爆發，名爲GRB060614。這類爆發通常分爲兩類，短爆發和長爆發，通常與超新星有關。GRB060614兩種都不屬於，它顯著的持續了102秒，但與任何恆星爆炸無關。相比之下，大多數伽馬射線爆發只持續2到30秒。GRB060614發生在一個幾乎沒有恆星可以產生爆炸或長時間爆發的星系中，在天文學家和天體物理學家看來，這場伽馬射線爆發不知從何而來，在短短几分鐘後自行崩潰。

然而，幾年後，科學家提出了GRB060614可能是一個白洞的假設。爲什麼他們會得出這個結論呢？這是因爲GRB060614完美地描述了人們期望從一個白洞中看到的東西，一個巨大的、不穩定的物質和能量噴射。通常從一個太小而看不見的點形成後不久就會消失。使這一假設更加站得住腳的是，目前的科學模型對所發生的事情沒有其他解釋。