谁能告诉我关于宇宙的"白洞"和"空洞"的知识?

谁能告诉我关于宇宙的"白洞"和"空洞"的知识?
谁能告诉我关于宇宙的"白洞"和"空洞"的知识?

谁能告诉我关于宇宙的"白洞"和"空洞"的知识?
白洞是什么
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.目前天文学家已经实际找到黑洞,但白洞并未真正发现,还只是个理论上的名词.
(一)白洞导论:
黑洞作为一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞.其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们.这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反.高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能.如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞.而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢 是永远累积在无穷小的奇点中,直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌出呢
如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有.60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念,科学家做了很多工作,但这概念不像黑洞这么通行,看来白洞似乎更虚幻了.问题是我们已经对引力场较为熟悉,从恒星,星系演化为黑洞有数理可循,但白洞靠什么来触发,目前却依然茫然无绪.无论如何宇宙至少触发过一次,所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系,因而白洞学说通常与宇宙学及结合起来.人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题.从现有状态去推求终末,总容易些,相反的从现有状态去探索原始,难免茫无头绪.
(二)白洞起源:
白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体,剧烈活动的星系中的可能性.相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性,只是这与一般正统的宇宙观不同,较不易获得承认.某些理论认为,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守着克卜勒轨道运动.这是一种高度理想化的推测,亦即一个地方有几个白洞,在星系核心互相旋转,偶然喷出满天星斗.喷出的白洞演化成新星系.而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来.这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的.照此来说,白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖,由分裂而形成星系.然而这又和目前的理论相违背.
从此看来,就是星系生成也有不同见解.有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块,而其中便包含了白洞.宇宙向最初奇点收缩,星系,星系群都同一动作,这当然和黑洞的奇点相似.宇宙的不同区域,其密度皆不同,收缩时首先在高密度的地方,达到了黑洞的临界密度,从此消失在事界之后,宇宙不断收缩,使不断出现高密奇点.宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体.然而事实上,宇宙是膨胀而非收缩的,因此它是白洞而不是黑洞.在宇宙整体性源始的大奇点中存在着密度高的小质点,它们随着膨胀向四面八方扩散,大白洞大量爆发生出小白洞.星系等不均匀物体,正是由它生成的.不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系,皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程.目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的,是过程的两个端点而已.黑洞奇点是物质末期塌缩的终点,白洞物质的奇点是星系的始端.只不过各过程不是同时,而是先后交错的.
(三)白洞的喷发:
有关于白洞的信息,目前并不多.所以我们对白洞的喷发并不十分了解.白洞的喷口的来历并不清楚,一如大爆发原因不明.奈里卡在1975年论述了许多使天文学家感觉困扰的问题和白洞的数学连系,这是相关重要的.在喷发中白洞存在的前提下.外部观测者可以探测到蓝移所致的不同辐射源的频谱.大爆发的初期状态所遵循的爱因斯坦宇宙论方程式同样可施于探索星系规模膨胀系统的未爆核状态,但奈理卡使用了方程式时结合了过程的物理项.白洞向外爆发的时间极短,这一瞬的过程当然很难说明,但白洞所产生的电磁辐射市可计算的.观测到的爆炸光谱的最大特征,是最初以高能辐射为主体,不久就显示出低能辐射.
辐射若是由白洞产生,这现像就很自然了辐射能愈高,蓝移也愈大,所以最初可见光也都移到紫外区了.他还计算了银河系中偶然的小规模爆发现象,说明了银河内小白洞随时爆发的可能性.例如短期间活动的银河内X-ray,剧烈的最高能量最先到达,其后能量下降,整体按幕函数递减在光谱中显示出来.这和白洞理论计算是一致的.各X-ray之间,光谱不尽相同,不过这差异可从白洞对自己产生的电磁辐射产生畸变说明.因为白洞内产生的辐射可能有黑体辐射(微波以下噪音),自由—自由辐射(带电粒子间相互作用产生),同步辐射(带电粒子在强磁中通过而产生)等不同形态.人造卫星偶然观测到的突发r射线,可以白洞影响说明;宇宙射线背景高能粒子的生成,也可以认定是白洞喷发的物体.
宇宙中真的有白洞存在吗
到目前为止,『白洞』还只是个理论名词,科学家并未实际发现. 在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易的多.也许每一个黑洞都有一个对应的白洞 !.但就我所知,我们并不确定是否所有的超巨质量"洞"都是"黑"洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现.但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的.
我们知道,由于黑洞拥有极强的引力,能将附近的任何物体一吸而尽,而且只进不出.如果,我们将黑洞当成一个『入口』,那么,应该就有一个只出不进的『出口』,就是所谓的『白洞』.黑洞和白洞间的通路,也有个专有名词,叫做『灰道』(即『虫洞』). 虽然白洞尚无发现,但在科学探索上,最美的事物之一就是许多理论上存在的事物,后来真的被人们发现或证实.因此,也许将来有一天,天文学家会真的发现白洞的存在喔!
黑洞与白洞相撞会如何
我想两者之有效质量会立即转化为重力辐射,但是事件地平面是否会消失则不确定.据我所了解,关于这个问题的解答尚未由超级计算机计算出来.如果您已经知道答案,不妨提供大家参考.
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然.所谓“黑洞”,就是这样一种天体：它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来.
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时,就连垂直表面发射的光都被捕获了.到这时,恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出.实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到.
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程.当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢）,由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”.而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了.
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了.例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想.那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间.我们都知道,光是沿直线传播的.这是一个最基本的常识.可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲.这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线.形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向.
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的.而在黑洞周围,空间的这种变形非常大.这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球.所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术.
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球.这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一.许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出.不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的.有兴趣的朋友可以去参考专门的论著.