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科學家:白洞或是一個時空之門
科學家:白洞或是一個時空之門(合成圖片/pixabay)

白洞真的存在?科學家:已找到證據,白洞或是一個時空之門

白洞真的存在?科學家:已找到證據,白洞或是一個時空之門

【希望之聲2023年4月7日】(編輯:郭晓) 想到宇宙,我們往往將它和“神秘莫測”這個詞放在一起,因為在宇宙當中任何事情都有可能發生。目前宇宙中最神秘的天體就是黑洞了,因為在黑洞周圍的所有物質,包括光線都會被它吞噬。既然有天體能夠吞噬宇宙中的所有物質,那麼有沒有一種天體能夠釋放出物質呢?科學家推測,在宇宙中只會釋放物質的這種天體就是白洞,一個沒有質量的奇點。自上個世紀70年代以來,天體物理學家一直在使用白洞這一概念,認為白洞就是黑洞的反面,而白洞噴射出來的物質就是黑洞所吞噬的,從黑洞白洞或許就是一場時空旅行。

黑洞
黑洞(圖片 : pixabay)

1915年,愛因斯坦提出了大名鼎鼎的《廣義相對論》,該理論認為有質量的物體會造成其周圍時空發生彎曲。在1916年的時候,物理學家卡爾·史瓦西計算出了愛因斯坦場方程的一個真空解,這個解表明假如一個具有一定質量的球對稱星體的自然半徑小於一個特定的值,那麼它就會將周圍的時空彎曲到極致,進而形成一個完全封閉的時空區域。這種“完全封閉的時空區域”後來就被稱為黑洞,根據科學家的推測,黑洞的中心位置是一個體積無限小、密度無限大的“奇點”,而其表面則被稱為“事件視界”。

在過去很長一段時間裡,黑洞都只是一種通過理論推測出來的假想天體。直到2019年,科學家首次直接拍攝到了位於M87星系中心的一個超大質量黑洞的“吸積盤”所呈現出來的模糊圖像,這才正式確定了黑洞在宇宙中是真實存在的一種天體。或許你不知道的是,根據《廣義相對論》還可以推測出與黑洞的性質截然相反的一種天體——白洞。而白洞也是一個完全封閉的時空區域,它也有一個“事件視界”,但與黑洞相反的是,白洞的“事件視界”會阻止包括光在內的任何物質進入其內部,並且它還會將其內部的物質和能量向外釋放。

M87星系中心超大質量黑洞
M87星系中心超大質量黑洞(網絡圖片)

我們可以簡單地理解為如果說黑洞是“只進不出”的話,那白洞就是“只出不進”。那麼問題是像白洞這種奇異的天體在宇宙中真的存在嗎?有意思的是,在對一起異常的“伽馬射線暴”爆發事件進行深入研究之後,科學家認為,我們可能已經找到了一個白洞存在的證據。該“伽馬射線暴”最初於2006年發現,隨後被命名為“GRB 060614”,其發射源在天空中位於印第安座方向,距離我們大約16億光年,它的異常之處在於它是一起沒有伴隨“超新星爆發”的“長伽馬射線暴”事件。

“伽馬射線暴”是宇宙中的一種伽馬射線集中釋放的超高能現象,根據持續時間的長短,它們可以分為“長伽馬射線暴”和“短伽馬射線暴”,其時間分界線大約為2秒。根據已知的宇宙規律,“長伽馬射線暴”起源於大質量恆星在其核心反應區的“燃料”耗盡之後發生的猛烈爆炸,這也被稱為“超新星爆發”,而“短伽馬射線暴”則起源於黑洞或中子星的碰撞與合併。觀測數據表明,“GRB 060614”的持續時間達到了102秒,這明顯是屬於“長伽馬射線暴”,所以科學家理所當然地認為,在它的發射源所在的區域,有一顆大質量恆星發生了“超新星爆發”。

伽瑪射線暴
伽瑪射線暴(公有領域)

要知道“超新星爆發”被稱為已知宇宙中最猛烈的爆炸,其強烈的光芒可以在短時間內與整個星系媲美,很容易觀測得到。然而科學家卻沒有在該區域中觀測到想象中的“超新星爆發”,在後續的觀測工作中,科學家也沒有發現恆星爆炸後形成的“超新星遺迹”。除此之外,科學家還發現“GRB 060614”也沒有“超新星爆發”時出現的“光譜滯後”現象(即不同能量的伽瑪射線之間有一定的時間延遲),並且其釋放出的伽馬射線的能譜也與“超新星爆發”的典型值大相徑庭。也就是說“GRB 060614”並不是起源於“超新星爆發”。

但從持續時間來看,它更不可能起源黑洞或中子星的碰撞與合併,那它起源於什麼呢?科學家推測它起源於一個白洞。當白洞內的超密態物質向外噴射時,會與周圍的物質發生猛烈碰撞並釋放出巨大的能量,進而產生了像“GRB 060614”這樣的“伽馬射線暴”。但如果“GRB 060614”真的是白洞存在的一個證據,那這個白洞為何不會持續地存在呢?對此,科學家進行了一些合理的猜測,有一種理論認為這樣的白洞可能是由某種量子效應導致的“時空泡沫”,而它很可能是不穩定的,在短時間之內就會崩潰,然後消失。

 GRB 060614的X射線圖像
GRB 060614的X射線圖像(圖片:NASA)

科學家認為,白洞黑洞是相輔相成的存在,或許黑洞白洞並不在一個時空當中。而黑洞白洞相撞則會形成一個蟲洞,黑洞中的物質就是從蟲洞當中傳送過去的。當黑洞將物質從一個宇宙中吸入黑洞內的奇點,隨後奇點中的物質就會被分解成基本粒子,然後通過這個蟲洞被傳送到白洞當中,並且在另一個宇宙中噴射出來。如果這個理論成真,那麼白洞就是一個時空之門,我們從黑洞之中就能夠進入到蟲洞,然後從白洞中出來。如果關於蟲洞、黑洞白洞的理論能夠統一起來,在未來或許就真的能夠製造出時光機進行時間旅行

責任編輯:李靜柔

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