白洞

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在广义相对论中，白洞（英文：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并创造了卡尔达肖夫分类法。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，因为热力学认为熵不是保持不变就是增加，但白洞会使熵减少。在论文中，作者认为白洞理论可以解释2006年发现的伽玛射线暴——GRB 060614。[1]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[编辑]

起源[编辑]

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。

性能[编辑]

根据所考虑的黑洞解决方案的类型，有几种类型的白洞。在上面提到的史瓦西黑洞的情况下，从白洞出来的测地线来自它所包含的“引力奇点”。如果黑洞拥有电荷（莱斯纳-诺德斯特洛姆度规黑洞）或角动量，那么白洞恰好是存在于另一个宇宙中的黑洞的“出口门”。这样的黑洞-白洞构型被称为虫洞。然而，在这两种情况下，都不可能到达白洞“内”的区域，因此它的行为，特别是可能产生的结果，是完全无法预测的。从这个意义上说，白洞是一种无法预测宇宙演化的配置，因为它不是确定性的。然而，“裸奇点”是非确定性配置的另一个例子，但不具有白洞的状态，因为没有从给定区域无法访问的区域。在其基本概念中，大爆炸可以被视为外太空中的一个裸奇点，但不对应于白洞。[2]

物理相关性[编辑]

在其形成模式中，黑洞来自一颗大质量恒星的残余物，其核心收缩直到变成黑洞。这样的配置不是静态的：我们从一个巨大而延伸的物体开始，它收缩产生一个黑洞。因此，黑洞并非永远存在，也没有相应的白洞。

为了能够存在，白洞必须要么产生于导致其形成的物理过程，要么来自宇宙的创造。这些解决方案似乎都不令人满意：没有已知的天体物理过程可以导致这种配置的形成，从宇宙的创造中强加它相当于假设一组非常具体的初始条件，没有具体的动机。此外，白洞的存在似乎很难考虑。

鉴于类星体辐射出的巨大量，其光度使得可以从数十亿光年之外观察它们，人们认为它们是奇异物理现象的所在地，例如白洞或连续产生物质的现象（见关于稳态理论的文章）。这些想法现在被放弃了，类星体的观测特性可以用吸积盘的性质很好地解释，吸积盘的中心是一个超大质量黑洞。[2]

大霹雳／超大质量白洞（英文：Supermassive White hole）[编辑]

在1980年代后期（最早于1987年1月8日发表在《物理快报》）首次提出的黑洞观点可能被解释为揭示了经典白洞的本质。一些研究人员提出，当黑洞形成时，大爆炸可能发生在核心/奇点，这将会创建一个在母宇宙或多重宇宙中之外膨胀的新宇宙。[3][4][5]

根据广义相对论，足够致密的质量的引力坍缩形成了一个奇异的史瓦西黑洞。然而，在爱因斯坦-嘉当-Sciama-Kibble引力理论中，它形成了一个规则的爱因斯坦-罗森桥或虫洞。史瓦西虫洞和史瓦西黑洞是广义相对论和爱因斯坦-嘉当理论的不同数学解。然而对于观察者来说，质量(mass)相同的两种解决方案在外部是无法区分的。爱因斯坦-嘉当理论扩展了广义相对论，取消了仿射联络的对称性约束，并将其反对称部分，即扭率张量视为动力学变量。扭率自然地解释了物质的量子力学、固有角动量（自旋）。扭率和狄拉克旋量之间的最小耦合会产生排斥性的自旋-自旋相互作用，这在极高密度的费米子物质中很重要。这种相互作用阻止了引力奇点的形成。相反，坍缩的物质达到巨大但有限的密度并反弹，形成爱因斯坦-罗森桥的另一侧，它作为一个新宇宙成长。[6]桥的另一边变成了一个新的、成长中的婴儿世界。对于婴儿宇宙的观察者来说，母宇宙似乎是唯一的白洞。因此 ，可观测宇宙是一个黑洞的爱因斯坦-罗森桥内部，作为一个更大的宇宙中可能存在的众多黑洞之一。大爆炸是一次非奇异的大反弹，此时宇宙有一个有限的、最小的比例因子。[7]或者，大爆炸是一个超大质量白洞，它是我们母宇宙的星系中心超大质量黑洞的结果。

乔尔·斯莫勒和布莱克·坦普尔在2003年提出的冲击波宇宙学将“大爆炸”视为黑洞内部的爆炸，产生包括可观测宇宙在内的空间和物质的膨胀体积。[8]这个黑洞最终会变成一个白洞，因为物质密度随着膨胀而降低。一个相关的理论给出了暗能量的替代方案。[9]

2012年一篇论文认为大爆炸本身就是一个白洞。[10]它进一步认为一个被称为“小爆炸”的白洞的出现是自然产生的，小爆炸喷出的所有物质都是单脉冲喷射出来的。因此，与黑洞不同，白洞不能连续被观测到，它们产生的效果也只能在事件周围检测到。这篇论文甚至提出了利用白洞证认新的伽玛射线暴群的想法。

各种假设[编辑]

与黑洞不同，黑洞有一个经过充分研究的物理过程，重力塌缩（当一颗比太阳大一点的恒星耗尽其核“燃料”时会产生黑洞），没有明确的类似过程可靠地导致白洞的产生。虽然已经提出了一些假设：

  • 白洞作为黑洞的一种“出口”，这两种奇点都可能通过虫洞连接起来（注意，像白洞一样，虫洞尚未被发现）；当类星体被发现时，人们认为这些是抢手的白洞，但这个假设现在已经被抛弃了。[11]
  • 另一个普遍的观点是，白洞将非常不稳定，会持续很短的时间，甚至在形成后也可能坍缩并成为黑洞。
  • 最后，有人假设白洞可能是黑洞的时间逆。[12][13]
  • 出于这个原因，人们也认为时间旅行或传送可能会完成或成为现实。这个想法支持通过进入黑洞，如果你以某种方式在身体的碎片中幸存下来，你会在不同的位置被吐出它的对应物（白洞），也许是另一个时间线。
  • 此外，在2014年发表的马德里兹.阿圭拉和莫雷诺、贝里尼等人的论文中探讨了五维真空框架下大爆炸由一个超大质量白洞爆炸产生的想法。[14]

目前，很少有科学家相信白洞的存在，它被认为只是一种数学练习，没有现实世界的对应物。[15]

白洞宇宙观[编辑]

白洞宇宙学（英文：White hole cosmology），是由年轻的地球创造论者拉塞尔·汉弗莱斯（英文：Russell Humphreys）发明的一种伪科学宇宙学，并在他1994年出版的《星光与时间：解决遥远星光宇宙中年轻宇宙的难题》一书中提出。[16]并断言宇宙在不到10,000年前从白洞中膨胀出来；声称宇宙的年龄是虚幻的，是相对论效应的结果。Template:Sfn汉弗莱斯的宇宙论是由创世记中的答案等创造论组织宣导的；然而，由于它的预测与目前的观察相冲突，它不被科学界接受。[17][18]奇怪的是，它的“科学”是如此有缺陷，甚至受到其他创造论者的批评。现在这需要做一些工作。[19]

理论猜想假说的想法不是基于任何可观察到的证据，而是基于年轻的地球创造论者的愿望，即解决星光问题对10,000年地球的挑战。白洞宇宙学目前被一般科学界视为伪科学，但被创世记中的答案和创造研究所等创造论组织声称是真理。

白洞宇宙学的主要思想是，世界是在黑洞内创造的，地球受到强烈的时间膨胀，因此数十亿年可能经过黑洞之外。[20]

这个想法的问题[编辑]

白洞宇宙学的前提存在致命缺陷。汉弗莱斯使用的数学充满了问题，[21]狭义相对论一再被误解。[22]在一些地方，它甚至是自相矛盾的，最明显的是关于宇宙学常数“lambda”。[23]

光的压缩和增强[编辑]

这个想法要求太阳系外的宇宙与当代科学家认为的一样古老[24]13,799,000,000年（±0.21亿年）。然后他们说，虽然这段时间都在地球附近经过，但地球上只有六天（创造周）过去了。该理论也接受宇宙的膨胀。[25]膨胀场外的恒星仍然以相同的速率向地球发射光，这必须压缩到六天的时间，这将导致膨胀场外的天体在膨胀场内的亮度大约增加833,416,666,666倍，将地球表面温度提高到数十万开尔文。

原始黑洞的大小[编辑]

白洞宇宙学指出，宇宙来自的黑洞是偶数2光年，一个不错的偶数，似乎完全符合他的理论主张。不过，汉弗莱斯黑洞的宽度不会是一个令人愉快的小数位。

根据这种说法，黑洞涵盖了可观测宇宙中的所有物质，这个数量估计为3×1055克。[26]如果你有黑洞的质量，你可以用史瓦西方程确定从奇点到事件视界的距离：

<math>r_s=\frac{2Gm}{c^2}</math>

哪里

G是引力常数。
m是黑洞的质量。
c是光速。

用规定的质量求解方程，史瓦西半径为4.7×109光年。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ↑ Steve Nerlich. "Small bangs and white holes", phys.org, 23 May 2011. 于2019-10-16存取. 
  2. ↑ 2.0 2.1 Trou blanc : définition et explications．
  3. ↑ Template:Cite journal
  4. ↑ Template:Cite journal
  5. ↑ Every Black Hole Contains Another Universe?（2010年4月12日）．
  6. ↑ Template:Cite journal
  7. ↑ Template:Cite journal
  8. ↑ 【英文】Did cosmos begin as a black hole?（2003年9月17日）．
  9. ↑ 【英文】'Big Wave' Theory Offers Alternative to Dark Energy（2009年8月17日）．
  10. ↑ Template:Cite journal
  11. ↑ Sitio oficial de la Nasa en donde se explica la cuestión: los cuásares fueron supuestos como agujeros blancos pero la hipótesis quedó descartada
  12. ↑ Descubren nuevas evidencias de la transición al blanco de los agujeros negros, Universidad Complutense de Madrid.
  13. ↑ Carlos Barceló, Raúl Carballo Rubio y Luis J. Garay. “Exponential fading to white of black holes in quantum gravity”. Classical and Quantum Gravity. Volume 34. Number 10.2017. DOI: 10.1088/1361-6382/aa6962.
  14. ↑ J. E. Madriz Aguilar, C. Moreno, M. Bellini. "The primordial explosion of a false white hole from a 5D vacuum". Physics Letters. B728, 244 (2014).[1].
  15. ↑ （es）¿Hemos detectado ya agujeros blancos y no los hemos reconocido?（2018年12月17日）．
  16. ↑ The Unraveling of Starlight and Time
  17. ↑ CE412: Fast old light．The TalkOrigins Foundation, Inc.（2006年2月6日）．
  18. ↑ Evidence for the Big Bang．The TalkOrigins Foundation, Inc.（2006年1月25日）．
  19. ↑ reasons.org:Unraveling Starlight and Time
  20. ↑ For the case where time dilation due to special relativity (velocity-based) is involved, see this article.
  21. ↑ Errors in Humphreys' cosmological model
  22. ↑ Starlight and Time is the Big Bang
  23. ↑ The Present Invalid Nature of Humphreys' White Hole Cosmology Archived from the original at raherrmann.com, June 1996.
  24. ↑ A new cosmology: solution to the starlight travel time problem
  25. ↑ Samuel R, Conner and Don N. Page, Starlight and Time is the Big Bang. CEN Tech. J., vol. 12, no. 2, 1998, via true origins.org.
  26. ↑ What is the mass of the Universe? Also how can you prove that this is the true mass of the Universe?

相关参考资料[编辑]

引用[编辑]

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