《哈勃超深空》中的一万个星系。其中一些星系仅在大爆炸后8亿年。我们和这一切是从一个“白洞”中吐出来的吗?NASA、ESA、S.Beckwith(STScI)和HUDF团队

黑洞是宇宙中的真空吸尘器,是时空中的无底洞。它把一切都吸进去了。我们仍然不知道它在黑洞事件视界内是什么样子。现有的理论很难做到这一点。因为虽然我们可以假设和计算,但我们可能永远得不到证据。黑洞是我们时空的边界。

围绕着黑洞,人们的想象力非常丰富。有人疑惑,既然黑洞是时空中一个可以吞噬一切的无底洞,那么这个无底洞通向哪里呢?在我们的宇宙中,在“其他”宇宙中,或者在“大块”宇宙中,有没有黑洞的“出口”?有没有一种只“吐”不“吃”的天体,即所谓的“白洞”?

理论上,“白洞”是可能的。至少,它在数学上是存在的。在这方面,它与黑洞非常相似。通过爱因斯坦的广义相对论,人们可以推导出黑洞和“白洞”。“白洞”是黑洞的反面。一个黑洞对应一个“白洞”,两者通过“虫洞”相连。物质和能量一旦被撞入黑洞,就会被“白洞”吐出。

也有科学家认为,“白洞”要等到黑洞消亡才会出现。根据现有理论,黑洞会通过辐射慢慢“蒸发”。它们会越来越小,直到消失。但根据一些新奇的想法,黑洞消失的最后一幕可能不会发生。

一些科学家认为,可能存在时空的“最小单位”。我们知道,物质世界是可以量化的,它们可以被分割成不可区分的最小能量单位。时空存在“最小单位”的想法大体上就是由此而来。根据这些想法,如果黑洞在蒸发的最后阶段接近时空的“最小单位”,它将引起“量子反弹”,将缩小的黑洞变成膨胀的“白洞”。这听起来不可思议,但在数学上却是正确的。

这个想法可以解决一些物理难题,比如黑洞的“信息悖论”。黑洞的“信息悖论”认为,进入黑洞的信息会随着黑洞的消失而抹去,永远无法恢复。但在“量子反弹”理论中,根本不存在这个问题。当黑洞变成“白洞”时,所有进入黑洞的信息都会被释放。

此外,有科学家认为,很难找到的“白洞”实际上是“暗物质”或“暗物质”的一部分。

可是现实中的“白洞”到底在哪里呢?遗憾的是,迄今为止,即使是最强大的望远镜也没有在太空中发现“白洞”,甚至连一丝痕迹都没有。

没有“白洞”可能表明它不存在于我们的现实宇宙中。但这里有一个听起来很疯狂的想法,但却很有趣。

的想法是,宇宙本身,尤其是“大爆炸”,其实就是一个“白洞”的喷发过程。

“白洞”释放质量和能量的过程,很像数学中“大爆炸”创造宇宙的过程。直到现在,还没有人知道“大爆炸”前的宇宙是什么样子,是什么导致了“大爆炸”。同样,虽然我们现在对黑洞如何形成了解很多,但我们对“白洞”的成因一无所知。虽然爱因斯坦告诉我们可能存在“白洞”,但他没有告诉我们它是如何形成的。

众多的相似之处让一些学者认为“大爆炸”和“白洞”实际上是同一类过程。“白洞”可能不存在于我们的宇宙现实中,但它可能存在过一次。正是它“吐”出了我们的宇宙。也许我们138亿岁的宇宙中的一切都是“白洞”“吐”出来的;也许唯一与我们宇宙相关的“白洞”就是“吐”过我们的那个。

这些都是假设。要使假设成立,需要证据。但我们没有。根据证据,我们无法证明现实中存在“白洞”。

理论上可以,但不代表现实中一定可以。许多事情都是如此。但是“白洞”和宇宙起源于“白洞”的想法是值得考虑的。它至少为我们了解黑洞的存在、时空的本质,乃至宇宙的起源和命运提供了一个方向。

参考:

白洞:黑洞有镜像吗?

http://astronomy.com/news/2019/06/white-holes-do-black-holes-have-mirror-images