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白洞

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广义相对论中,白洞(英语:white hole),是一种理论推测出来的时空区域,物质与光线无法进入这个区域中,但是可以从这个区域中向外放射。白洞的性质与黑洞相反,光与物质可以进入黑洞中,但是无法从黑洞中离开。这个白洞存在的理论最早是由伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫在1964年根据对史瓦西解的计算,而提出这个假设,并由尼古拉·卡尔达肖夫发展理论。目前已经有许多证据显示黑洞存在,到现在还没有任何证据表明白洞存在,因此白洞仍然只是一种由理论推导而出的假想星体。白洞的存在也违反热力学定理,因为热力学认为不是保持不变就是增加,但白洞会使熵减少。于2012年发表的一篇论文认为宇宙形成最初的大爆炸是短暂喷发的白洞[1]。在论文中,作者还认为白洞理论可以解释2006年发现的伽玛射线暴——GRB 060614[2]。假设黑洞和白洞彼此连接,在其中连接的通道叫虫洞,这成为许多科幻小说的主题。

概述

白洞是黑洞的时间反演对称,因此,只会向外释放物质与辐射,无法让任何物质与光线返回其事件视界。另外,白洞被认为是高度不稳定的,只要外部时空稍微有扰动,它变化迅速塌缩成黑洞。

同时,白洞似乎违反了热力学第二定律,因为它是一个从无序状态释放有序物质的过程,违反熵增定律。由于尚未于现实中观察到,其存在与稳定性仍然充满争议。

起源

最大扩展黑洞时空结构图。 水平方向是空间,垂直方向是时间。

白洞的概念起源于爱因斯坦场方程式中黑洞解的时间反演解,最初是由物理学家罗伯特·奥本海默哈特兰·史奈德于1930年代所提出。1964年,宇宙学家伊戈尔·诺维科夫尼古拉·卡尔达肖夫进一步发展提出了白洞为史瓦西度规的最大版本。

当我们采用史瓦西坐标时,外部观察者觉得物体落入黑洞似乎需要无限的时间;相似地,外部观察者觉得物理到白洞的事件视界出现也需要无限的时间。

克氏图中,我们不难发现黑洞可以包含来自任一宇宙的粒子;同样地,白洞也可以向外发射任一宇宙的粒子。

大霹雳/超大质量白洞

白洞热力学


参见

参考资料

  1. ^ A. Retter & S. Heller. The revival of white holes as Small Bangs. New Astronomy. 2012, 17 (2): 73–75. Bibcode:2012NewA...17...73R. arXiv:1105.2776可免费查阅. doi:10.1016/j.newast.2011.07.003. 
  2. ^ Steve Nerlich. Small bangs and white holes. phys.org. 23 May 2011 [2019-10-16]. (原始内容存档于2020-11-02).