什麼是白洞？它在何處？又與黑洞有何關係？

科技 05-17

什麼是白洞？它在宇宙中的何處？又與黑洞有何關係？

白洞假想圖

一般人對黑洞(black hole)這個天體物理學辭彙並不陌生，但是有的物理學家推測認為宇宙中可能還存在與黑洞性質完全相反的白洞(white hole)。

我們都知道，根據愛因斯坦的相對論推測，宇宙中存在一種神秘的天體，它強大的引力場可以吸入周圍的任何物質包括光線在內。而且任何被吸入的物體都無法逃脫這個天體，這也包括光線，所以這個天體看起來是一個很黑的洞，通過光學望遠鏡是無法直接觀測到的，天文學家稱之為黑洞。

然而，白洞不像黑洞那樣只吞噬不釋放物質，而是只釋放不吞噬物質。

什麼是白洞？它在何處？又與黑洞有何關係？

黑洞

天文學家通過在黑洞吞噬物質的時候，會因為物質釋放出X射線來間接觀察黑洞。因此，天文學家在在做了大量的觀測之後推斷，宇宙中遍布黑洞，尤其是每個星系的中心都可能有一個超級黑洞，它的質量非常之大，是我們太陽幾萬倍、幾百萬倍、甚至幾億倍。

在我們銀河系的中心，距地球約2.6萬光年的地方，有一個被稱為人馬座A*(Sagittarius A*)的黑洞，其質量約為太陽的400萬倍，是一個超級黑洞。

實際上，白洞也是根據廣義相對論預測的一種特殊天體，與吞噬任何物質的黑洞性質正相反，白洞好像一個物質和能量的源泉，不斷地向它的外部空間噴射物質和能量。

很多人認為，黑洞和白洞是相連的。當黑洞發展到一定程度時，就會變成白洞，所以研究黑洞就有可能找到相應的白洞。而且，鑒於黑洞和X射線等高能粒子束有關，那麼觀察射電爆發等現象，很可能是白洞活動時產生的某些效應。

什麼是白洞？它在何處？又與黑洞有何關係？

白洞假想圖：和黑洞（圖的上半部）相連的白洞（圖的下半部）

來自法國艾克斯-馬賽大學(Aix-Marseille University)的物理學家試圖通過圈量子引力論(loop quantum gravity)來解釋黑洞和白洞。

根據圈量子引力論，時空是由諸如圈量子這些物質構成，圈量子有一定的大小，這樣可以防止死亡恆星在互相撞擊時墜入密度無限大的點，收縮的物體會發生相反方向的變化而成為白洞。這個過程可能只有千分之幾秒，但是因為相對論效應，在遠處的觀察者看來，其變化過程卻是非常長的時間。

基於這種假設，也許宇宙初期產生的微型黑洞在不斷地形成白洞，看上去像時空中的煙花一樣。其中的超新星天文現象很可就是新生白洞留下的痕迹。

但到目前為止，白洞僅是科學家通過數學公式在理論上進行各種探討的結果，至今還沒有任何觀察證據表明白洞的存在。

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