白洞的形成
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 22:43:21
白洞的形成
白洞的形成
白洞的形成
白洞(又称白道）是广义相对论预言的一种与黑洞(又称黑道）相反的特殊“假想”天体,是大引力球对称天体的史瓦西解的一部分.目前,白洞仅仅是理论预言的天体,到现在还没有任何证据表明白洞的存在.其性质与黑洞完全相反.同黑洞一样,白洞也有一个封闭的边界.与黑洞不同的是,白洞内部的物质（包括辐射）可以经过边界发射到外面去,而边界外的物质却不能落到白洞里面来.因此,白洞像一个超级喷泉,不断向外喷射以重粒子为主要形态表现的物质,（能量）.白洞学说在天文学上主要用来解释一些高能现象.白洞是否存在,尚无观测证据.有人认为,白洞并不存在.因为,白洞外部的时空性质与黑洞一样,白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层.只要有足够多的物质,引力坍缩就会发生,导致形成黑洞.另外,按照目前的理论,大质量恒星演化到晚期可能经坍缩而形成黑洞；但并不知道有什么过程会导致形成白洞.如果白洞存在,则可能是宇宙大爆炸时残留下来的.有底称为洞,无底的称为道.(上右图片绘制:张嘉年)
性质
从定义上来说,白洞与黑洞是物理学家们根据黑洞在爱因斯坦的广义相对论上所提出的“假想”物体,或一种数学模型.物理学界和天文学界将白洞定义为一种超高度致密物体,其性质与黑洞完全相反.白洞并不是吸收外部物质,而是不断地向外围喷射各种星际物质与宇宙能量,是一种宇宙中的喷射源.简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙.由于具有和“黑”洞完全相反的性质,所以叫做“白”洞；又因为黑洞的引力使得光也无法逃脱,而白洞和黑洞是完全相反的（连光也会被排斥掉）,所以呈现为白色,叫做白洞.它有一个封闭的边界.聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动.因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射.白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同.白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层.白洞学说主要用来解释一些高能天体现象.目前天文学家还没有实际找到白洞,还只是个理论上的名词.白洞是理论上通过对黑洞的类比而得到的一个十分“学者化”的理论产物,更多的表现为一种数学模型.
和黑洞完全不一样,白洞不会吸收任何物体,相反的,白洞会不断释放出物质,包括基本粒子和场.
白洞和黑洞一样,有一个封闭的“视界”.不过和黑洞不一样,时空曲率在这里是负无穷大,也就是说,在这里,白洞对外界的斥力达到无穷大,即使是光笔直向白洞的奇点冲去,它也会在白洞的视界上完全停止住,不可能进入白洞一步.
理论上,白洞也可以根据是否旋转,是否带有电荷而区分类型,但是理论物理学家们认为,白洞的无穷大的斥力会迫使白洞不带有任何电荷,因为电荷很容易就被赶到了视界外.而旋转,也被认为是不可能的.不过白洞看来只可能是一种想象中的产物.因为如果白洞不吸收任何物体而仅仅是喷射物质（能量）,那么无论这个白洞的质量有多大,它的物质也会很快地被喷射光.
当然,物理学家们也为白洞提供了几个存在的想法,其中有的人认为白洞和黑洞通过虫洞连接,从而使母宇宙和婴儿宇宙之间获得联系.关于这种机制,可以参考关于“时间虫洞”的概述