宇宙大爆炸有時候會被描述成是一個白洞。但如果你把白洞當做與黑洞性質(zhì)相反的事物來看,那么白洞就不是真實存在的。當你用一些奇怪的坐標系來理解黑洞時,就會出現(xiàn)白洞,因此白洞本質(zhì)上只是數(shù)學創(chuàng)造出來的一個非真實的工藝品而已。不過,白洞是個很好的想法,因此在很多科幻片中都會出現(xiàn)。在無盡的過去中,白洞是必然存在的數(shù)學抽象。也就是說,如果你跟著物理學家們使用同樣的數(shù)學模型,你將無法找到一個白洞和其他事物同時存在的結(jié)果。白洞的存在出現(xiàn)于遙遠的過去里。
圖解:時空在黑洞附近和內(nèi)部都被嚴重的擾亂。為了簡化數(shù)學運算,使過程更容易繪制,因此創(chuàng)建了克魯斯卡爾-塞凱賴什坐標系
在這個(非常不直觀的)圖中,穿過中心的直線是恒定時間線,而未來在坐標系中則是粗略向上的。黑洞的事件視界也延伸向無限的未來(從遠離視界的外部視角來看,任何接近視界的物件都需要永恒久的時間才能一路落入黑洞)。那應(yīng)該是沒有什么意義,但是要記住:黑洞和怪異的時空的關(guān)系就像威廉斯堡殖民地和令人揮之不去的失望感一樣是連在一起的。上圖中,黑洞的內(nèi)部是上面的三角形,整個宇宙是左右的三角區(qū)域,而白洞則是下方的三角區(qū)域。
下部區(qū)域的邊界是無盡的過去。也就是說,在對一個靜態(tài)和永恒的黑洞的愚蠢而理想化的數(shù)學猜想中,白洞在無盡的過去中是存在的。猜想中有個問題說的就是這個黑洞需要在(有限的過去中)某個時間點形成。
認真對待這個模型,然后假設(shè)它表明白洞是真實存在的,這種說法有點像“想象出一個無限的機器哥斯拉”,然后去擔心它們從何而來一樣。這是過去經(jīng)常用來思考其他事情的抽象概念。物理學家們喜歡用他們的數(shù)學公式,但他們同時也有清楚的認識——寫下一個公式并不會讓事情成為事實。
圖解:物理學家們喜歡他們自己的數(shù)學公式,但(幾乎總是)因此意識到自己方程的范圍和局限性
舉個例子,我們可以談?wù)撘粋€“北緯97 ,東經(jīng)40 ”的位置,但這并不意味著它存在(北緯90 是北極,根據(jù)定義所能得到的最北的地點)。
科幻小說是你唯一能聽到人們談?wù)摪锥吹牡胤?。白洞與黑洞是相反的:白洞向外噴射出物質(zhì)和能量,一切都不可能進入白洞,他們非常明亮,諸如此類。在小說中,“與…相反”是一個得到奇思妙想的好方法。(比如,比扎羅超人)
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在廣義相對論中,白洞(英語:White hole)是一種理論推測出來的時空區(qū)域,物質(zhì)與光線無法進入這個區(qū)域中,但是可以從這個區(qū)域中向外出現(xiàn)。白洞的性質(zhì)與黑洞相反,光與物質(zhì)可以進入黑洞中,但是無法從黑洞中離開。
這個理論最早由伊戈爾·德米特里耶維奇·諾維科夫在1964年根據(jù)對史瓦西解的計算,而提出這個假設(shè)。目前已經(jīng)有許多證據(jù)顯示黑洞存在,到現(xiàn)在還沒有任何證據(jù)表明白洞存在,因此白洞仍然只是一種由理論推導而出的假想星體。
白洞的存在也違反熱力學定理,因為熱力學認為熵不是保持不變就是增加,但白洞會使熵減少。于2012年發(fā)表的一篇論文認為宇宙形成最初的大爆炸是短暫噴發(fā)的白洞。 也有假設(shè)認為2006年發(fā)現(xiàn)的伽瑪射線暴GRB 060614是由白洞引起的。
有些理論家假設(shè)黑洞和白洞彼此連接,在其中連接的通道叫蟲洞,這成為許多科幻小說的主題。