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性质和黑洞完全相反,号称只出不进的白洞,究竟有多可怕?

宇宙是有限的,但人们对宇宙的探索之心却是无限的。

北京时间12月9日中午两点,马斯克的太空探索技术公司进行了本年度的第28次发射,这次的发射任务是把NASA的一枚成像X射线偏振器送上太空,它搭载了由三个特殊探测器组成的太空望远镜,旨在通过观察黑洞等高能天体,探寻宇宙的起源和命运。

从2019年第一张黑洞照片问世开始,近些年来有关黑洞的研究可谓热度不减,但黑洞的历史其实远比我们想象中的长。

1783年,剑桥教师约翰.米歇尔首次在《伦敦皇家学会哲学学报》中发表了关于“暗星”的论文,约翰提出,假如有一颗质量和密度都足够大的恒星,它将会有足够大的引力,以至于连光都无法逃脱,这便是黑洞的雏形。

1915年,爱因斯坦通过广义相对论证实了引力的确会影响光,随后德国天文学家史瓦西给出了爱因斯坦的方程解,这个解表明当大量物质集中于一点时,周围将会产生“视界”,进入该界面后包括光在内的所有物质都将被吸进去。

不过这时的黑洞还叫“暗星”,直到1967年,约翰.惠勒才正式确定了黑洞这一名称,并获得了科学界的一致认同。

在2019年4月10日,面向全世界公布的首张黑洞照片里,虽然黑洞看起来就像是燃烧的蜂窝煤里的窟窿,但它的本质和太阳、地球一样,都是天体,或者说球体。

唯一不同的是,黑洞是大质量恒星爆炸时残余的产物:当恒星的内部停止热核反应后,在自身引力的影响下,外壳开始向核心施压,质量巨大的核心在外壳的重压下发生坍缩。当核心的大小坍缩到小于它自身的史瓦西半径后,巨大的密度将导致时空扭曲,直到连光也无法向外射出时,黑洞就诞生了。

由于连光都飞不出黑洞的视界范围,所以长期以来物理学家们研究黑洞,其实都是在黑洞之外研究的,并不知道被黑洞吞噬的物质最后去哪了。

英国物理学家霍金生前认为,黑洞在吸收物质的同时也会释放辐射,蒸发自身质量。随着时间推移,黑洞质量越来越小,蒸发速度越来越快,最后在“反坍缩”的大爆炸中会形成白洞,源源不断地向外喷射物质。

也就是说,白洞是黑洞的反演,这个同样脱胎于爱因斯坦广义相对论中的天体,有着和黑洞完全相反的特性:黑洞的引力无穷大,白洞则是斥力无穷大,即便是一束笔直的光线射入白洞,也会一个粒子不少的反弹回来。

看到这里有人会想了,既然白洞与黑洞呈现完全相反的性质,并且两者都存在着强大的时空扭曲,那么黑洞到白洞会不会就是一场穿越虫洞的时空旅行呢?

也许黑洞和白洞正是虫洞的入口与出口,进入黑洞的物质从白洞出来,会不会抵达宇宙的另一端,甚至是另一个宇宙?

以上这个异想天开的假设其实也被广义相对论允许了,因为广义相对论认为宇宙时空是充满曲率和弹性的,当两个质量巨大的物体弯曲到时空的同一个点时,理论上它们可以通过桥接,在两点之间建立虫洞。

想象一下:我们人类是一张二维纸上的蚂蚁,要从一头到另一头,除过直线距离最短,我们还可以把纸折叠一下,在起点与终点重合的地方戳个洞,这时我们只要跳下去,就到达了另一端。

把上面这个想象代入三维的宇宙中,就是虫洞的本来面目和作用,即用最短的时间跨越千万光年的距离。

但通常来讲

扭曲时空所形成的虫洞极不稳定,崩塌和消失的速度会非常快,目前的科技也不允许我们亲身进入黑洞内一探究竟,虽然量子力学认为在微观世界也存在虫洞,但我们很显然不可能把人缩小到量子水平。

总体来说,虽然我们至今仍没有发现虫洞和白洞存在的确切证据,但在物理学中还许多设想中的模型也都没有被完全证实,其实只要它的数学模型理论自洽,就意味着它们可能是存在的,只是在等待我们去发现而已。