宇宙探索！宇宙中的白洞是怎麼回事？

白洞(white hole)是個假設的宇宙特性。被視為相反於黑洞的天體。黑洞表面讓所有物質無從逃跑，而白洞則是物質和能量的爆發，因此任何物質都無法進入白洞。白洞可能是解決廣義相對論(general relativity)的方案之一。此定律意味著如果在宇宙中存在著永恆的黑洞，那麼白洞應該也存在。白洞就是反轉時間的黑洞，具有重力，所以它們會吸引物質，但任何東西與白洞碰撞過程中是永遠無法到達白洞。

理論上如果搭乘宇宙飛船接近白洞時，極有可能會被足以毀掉宇宙飛船的巨大的能量所覆蓋，即使宇宙飛船能夠承受伽瑪射線，光速本身就會讓宇宙飛船放慢速度，就像在地球時空氣阻力會讓行駛的車輛減速一樣。

即使宇宙飛船構造能不受能量發射的影響，時空在白洞周圍會怪異扭曲現象;接近白洞會像上坡，當你越動越慢，所需要的加速度卻愈來愈大。宇宙中並沒有足夠的能量讓你進入白洞。當然這是相當違反直覺的。白洞的能量怎麼會來自時空於本身?這就是為什麼白洞不可能存在的理由之一。有些理論認為白洞確有可能存在，但也許和廣義相對論所描述的不太一樣。

因為白洞被稱為與黑洞相反的天體，白洞也可由引力奇點( Gravitational singularity )形成。奇點是時空的一個極小的點，在這個小點重力場變成無限大 。在物理學中無限值通常是意味著理論有缺失不足之處，因此量子力學和相對論對於奇點無法詳細說明也不足為奇了。

可能的選項

很多白洞的現象已被提出。而之所以被提出是因為那是我們一直無法詳細解釋這神秘物體。伽瑪射線(Gamma ray)暴裂、快速旋轉的脈衝星(pulsars)，以及即將壽終的黑洞都被研究過了。甚至大爆炸(the Big Bang)也被描述成是一個白洞。縱然白洞存在的理論引發一些疑問， 但到目前為止，並無人直接觀測到白洞 。在沒有更多觀察或更完整的理論出現之前， 白洞似乎只是作為一個標記。

大爆炸(大霹靂The Big Bang)是白洞正是此趨勢明顯例子之一。在我們尚未確定宇宙的大小之前，有些猜測宇宙是由比我們所見還大的白洞產生的。現在我們知道宇宙極有可能是浩瀚無邊的，使得以往對白洞的解釋幾乎可以肯定是錯誤的。

理論的限制

白洞是一個特定類型的奇點(singularity)：一個裸奇點(naked singularity)。如同黑洞的奇點無法直接觀察，因為逃逸速度(escape velocity)(需要掙脫引力的速度)大於光速，所以沒有任何東西得以逃離。黑洞奇點是由一個分隔我們與黑洞的界面也就是事件視界 (event horizon)所保護著。在數學上，當有了一個奇點，時空便被破壞。為了避免這個問題，所以有事件視界的說法形成。

一個裸奇點是指沒有事件視界(event horizon)的奇點。根據廣義相對論的基本原則，宇宙不允許裸奇點的存在。這個想法被稱為宇宙審查假說(cosmic censorship hypothesis)。然而數值模擬以及現今量子引力理論暗示了裸奇點有存在的可能。以量子力學來描述黑洞的性質會有個奇怪的現象是不包括重力的。如果以時間倒帶或快轉觀看黑洞，它的行為完全一樣也仍然是一個黑洞。這點雖不是量子理論和相對論之間最重要的衝突，但仍是兩者顯著的歧異。

白洞存在最重要的限制是量度系統制序的方法:熵(entropy)。根據熱力學定律，宇宙的熵凈值始終不斷增加。熵可以局部下降;例如，冷凍櫃降低水的熵將其變成冰，但冷凍櫃的機器則釋放大量的熱，所以熵的總合仍在不斷地增加。

白洞降低了熵，這正是白洞存在的基本反證。在宇宙中的事物都依循著熱力學定律(the laws of thermodynamics)。儘管常有人宣稱永動機(perpetual motion machines)和一些特殊事件並不符合熱力學定律，到目前為止，還未觀察到任何違反熱力學定律的現象，。

白洞的未來

白洞吸引了很多人，也提供了平衡的概念。白洞研究應將繼續。就以黑洞為例，廣義相對論的幾個特點，當初僅是好奇的理論。目前沒有確切的證據證明白洞的存在，但或許在這浩瀚複雜的宇宙中，的確有白洞存在的空間。

1.黑洞不會「吸入」物質

很多影視或文字作品中常常有這樣的描寫：「黑洞將一切周遭的物質吸入其中…」。事實上前一段時間，當歐洲核子中心運行其大型強子對撞機時，就有很多人擔心它會製造出微型黑洞「瞬間吞噬」掉整個地球!但事實上，黑洞真的不會「吸入」物質。

如果從嚴格的語義學角度考察，「吸」這個動作就有點像是真空吸塵器工作的原理。但是黑洞吞噬物質時並不是這樣進行的。當真空吸塵器工作時，一個風扇會在吸塵器後部製造出局部的真空環境(事實上只是一個局部的低壓區)，當大量外部空氣由於氣壓差而被吸入時，垃圾也便隨之被吸入其內部。

而對於黑洞而言，並沒有涉及到「吸」這個動作。事實上，黑洞周遭物質是在一股強大引力的作用下被吸引過去的。因此形象的說更像是這些物質「落入」黑洞之中，而不是被吸塵器那樣吸進去。萬有引力是自然界的基本作用力之一，所有的物質都具有引力特性。這種區別看上去可能非常細微，但是從物理學的角度來說，兩者是存在著本質上的區別的。

2.你至少可以看到30,000,000,000,000,000公里之外的物體

在一個晴朗的夜晚，你的目光所及輕易就可以超過19,000,000,000,000,000英里(約合30,600,000,000,000,000公里)。這大約是到天鵝座α(天津四)的距離。這是夏季大三角中和牛郎織女一起構成夏季大三角的明亮恆星。天津四太亮了，整個北半球基本都可以看到，事實上幾乎是全世界有人居住的地方都可以看到它。

還有一顆恆星，那就是海山二(船底座η)。它的距離比天津四還要遠上兩倍以上。但是這顆恆星非常暗淡，因此不太受到人們的關注。事實上，還有一些星系你可以直接用肉眼看到，比如仙女座大星系和三角座大星系，它們的距離就相當驚人了，仙女座大星系距離地球大約250萬光年，三角座大星系的距離則超過300萬光年(1光年約合9.46萬億公里)。

3.星星不會眨眼睛

「一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星」。這首歌是不是耳熟能詳?確實，恆星看上去似乎會閃爍，尤其是在它們接近地平線的時候。比如有一顆最著名的恆星——天狼星，它的閃爍效應太明顯了，以至於不斷有人看到天狼星後報告他們看到了UFO。

但事實上，恆星的這種閃爍是大氣效應導致的，並非恆星本身的屬性。當恆星發出的光通過地球大氣層時，尤其是當恆星接近地平線附近時，恆星發出的光就需要穿過更厚的大氣層，而大氣層不同位置的氣團密度是存在差異的。這將導致星光的輕微折射效應。星光最終抵達你的眼睛，但是星光的顏色和強度都發生了輕微的變化。這樣的結果便是「閃爍」的感覺。而當宇航員離開地球大氣層進入空間之後，他們看到的恆星便不再閃爍了。

4.太陽是一顆矮星!

我們早已習慣於認為太陽是一顆「正常」的恆星，當然在很多方面事實也的確如此。但是你知道嗎?太陽其實是一顆矮星。或許你之前有聽說過白矮星的說法，但是事實上白矮星根本不是什麼活著的恆星，那是一顆死去恆星的「屍體」。

嚴格意義上來說，在天文學上要想被歸入「正常」恆星的只有三大類，那就是「矮星」，「巨星」和「超巨星」。這些恆星之所以可以被視作「正常」或者「活著」，是因為它們可以通過穩定的聚變反應產生能量。其中巨星和超巨星代表的是恆星的老年時期，但是絕大部分恆星正處於其演化的中期，也即是正值壯年，這就是所謂的主序星。

這些恆星都被稱作「矮星」。儘管矮星內部還有很多細分類別，但是有一點，它們的大小都遠小於巨星和超巨星。因此從這一嚴格定義上來說，太陽是一顆矮星，很多時候人們將其稱作「黃矮星」。

5.太陽是一顆綠色的恆星

太陽是一顆綠色的星星!或者更加準確的說是一顆藍綠色的星星——它的輻射峰值恰好位於光譜中藍色和綠色的交界處。這一點並非無關緊要，因為一顆恆星的溫度就直接反映在它所顯示出來的顏色上。對於太陽來說，其表面溫度約為5800K左右。然而正如之前談到的，由於人類肉眼對顏色分辨上的誤差，我們總是覺得太陽其實是黃白色的。

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