白洞是什麼

白洞是廣義相對論預言的一種與黑洞相反的特殊天體，是大引力球對稱天體的史瓦西解的一部分。白洞僅僅是理論預言的天體，到現在還沒有任何證據表明白洞的存在。有人認為，白洞是宇宙大爆炸的延遲，是奇點未膨脹完全的部分。目前這種假說已經基本被否定，因為即使存在這種奇點，由於真空量子效應和光堆積效應，它們也應該早已經變成。

　　科學家們猜想：白洞也有一個與黑洞類似的封閉的邊界，但與黑洞不同的是，白洞內部的物質和各種輻射只能經邊界向邊界外部運動，而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說，白洞好象一個不斷向外噴射物質和能量的源泉，它向外界提供物質和能量，卻不吸收外部的物質和能量。

　　白洞到目前為止，還僅僅是科學家的猜想，還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過，最新的研究可能會得出一個令人興奮的結論，即：「白洞」很可能就是「黑洞」本身！也就是說黑洞在這一端吸收物質，而在另一端則噴射物質，就像一個巨大的時空隧道。

　　科學家們最近證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論，能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了「黑洞、白洞一體化」的可能。

　　要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘，現在還為時過早。但是，科學家們每前進一點，所取得的成績都讓人激動不已。我們相信，打開宇宙之謎大門的鑰匙就藏在黑洞和白洞神秘的身後。

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白洞

簡單來說，白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞，進入黑洞的物質，最後應會從白洞出來，出現在另外一個宇宙。由於具有和「黑」洞完全相反的性質，所以叫做「白」洞。目前天文學家已經實際找到黑洞，但白洞並未真正發現，還只是個理論上的名詞。

廣義相對論所預言的一種與黑洞相反的特殊天體。和黑洞類似，它也有一個封閉的邊界，聚集在白洞內部的物質，只可以經邊界向外運動，而不能反向運動，就是說白洞只向外部區域輸出物質和能量，而不能吸收外部區域的任 何物質和輻射。球狀白洞的幾何邊界也是以史瓦西半徑為半徑的球面。其外 部時空由史瓦西度規描述。白洞是一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。白洞學說主要用來 解釋一些高能天體現象，有人認為，類星體的核心就可能是一個白洞。當白 洞內中心奇點附近所聚集的超密態物質向外噴射時，就會同它周圍的物質發生猛烈碰撞，而釋放出巨大能量。因此，有些劇烈的射電射線現象可能與白 洞的這種效應有關。白洞目前還是一種理論模型，尚未被觀測所證實。

白洞的探討





其實簡單的來說，白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞，進入黑洞的物質，最後應會從白洞出來，出現在另外一個宇宙。由於具有和「黑」洞完全相反的性質，所以叫做「白」洞。目前天文學家已經實際找到黑洞，但白洞並未真正發現，還只是個理論上的名詞。所以白洞的存在性還有待商確





白洞導論：


　　黑洞作為一個發展終極，必然引致另一個終極，就是白洞。其實膨脹的大爆發宇宙論中，早就碰到了原初火球的奇點問題，這個問題其實一直困擾著科學家們。這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的，但他們的活動機制卻恰恰相反。高能量超密物質的發現，顯示黑洞存在的可能，自然也顯示白洞存在的可能。如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極，那麼也可能按不同的時間和路徑從原始出發，亦即在大爆發之初的大白洞發生後，仍可能出現小爆發小白洞。而且，流入黑洞的物質命運究竟如何呢？是永遠累積在無窮小的奇點中，直到宇宙毀滅，還是在另一個宇宙湧出呢？如果黑洞從有到無，那白洞就應從無到有。６０年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念，科學家做了很多工作，但這概念不像黑洞這麼通行，看來白洞似乎更虛幻了。問題是我們已經對引力場較為熟悉，從恆星、星系演化為黑洞有數理可循，但白洞靠什麼來觸發，目前卻依然茫然無緒。無論如何宇宙至少觸發過一次，所以白洞的研究顯然與宇宙起源的研究更有密切的關係，因而白洞學說通常與宇宙學及結合起來。人們努力的方向不在於黑白洞相對的哲學辯論，而在於它的物理機制問題。從現有狀態去推求終末，總容易些，相反的從現有狀態去探索原始，難免茫無頭緒。





白洞起源：


　　 白洞學說出現已有一段時間，1970年捷爾明便提出它們存於類星體、劇烈活動的星系中的可能性。相對論和宇宙論學者早已明白此學說的可能性，只是這與一般正統的宇宙觀不同，較不易獲得承認。某些理論認為，由於宇宙物體的激烈運動，或者星系一部噴出的高能小物體，它們遵守著克卜勒軌道運動。這是一種高度理想化的推測，亦即一個地方有幾個白洞，在星系核心互相旋轉，偶然噴出滿天星斗。噴出的白洞演化成新星系。而從星系團的照片中可觀察到一系列的星系由物質連接起來。這顯示它們是由一連串劇烈噴射所形成的。照此來說，白洞可能會像阿米巴原蟲一樣分裂生殖，由分裂而形成星系。然而這又和目前的理論相違背。從此看來，就是星系生成也有不同見解。有的天文學家便提出並接受宇宙之初便有不均勻物質的結塊，而其中便包含了白洞。宇宙向最初奇點收縮，星系、星系群都同一動作，這當然和黑洞的奇點相似。宇宙的不同區域，其密度皆不同，收縮時首先在高密度的地方，達到了黑洞的臨界密度，從此消失在事界之後，宇宙不斷收縮，使不斷出現高密奇點。宇宙成為大量黑洞及周圍物質的集合體。然而事實上，宇宙是膨脹而非收縮的，因此它是白洞而不是黑洞。在宇宙整體性源始的大奇點中存在著密度高的小質點，它們隨著膨脹向四面八方擴散，大白洞大量爆發生出小白洞。星系等不均勻物體，正是由它生成的。不均勻物體之所以易和黑洞拉上關係，皆是因為它和膨脹現狀相對稱的宇宙中局部收縮的過程。目前宇宙中黑洞和白洞的存在是並行不悖的，是過程的兩個端點而已。黑洞奇點是物質末期塌縮的終點，白洞物質的奇點是星系的始端。只不過各過程不是同時，而是先後交錯的。





白洞的噴發：


　　有關於白洞的資訊，目前並不多。所以我們對白洞的噴發並不十分了解。白洞的噴口的來歷並不清楚，一如大爆發原因不明。奈里卡在1975年論述了許多使天文學家感覺困擾的問題和白洞的數學連繫，這是相關重要的。在噴發中白洞存在的前提下。外部觀測者可以探測到藍移所致的不同輻射源的頻譜。大爆發的初期狀態所遵循的愛因斯坦宇宙論方程式同樣可施於探索星系規模膨脹系統的未爆核狀態，但奈理卡使用了方程式時結合了過程的物理項。白洞向外爆發的時間極短，這一瞬的過程當然很難說明，但白洞所產生的電磁輻射市可計算的。觀測到的爆炸光譜的最大特徵，是最初以高能輻射為主體，不久就顯示出低能輻射。輻射若是由白洞產生，這現像就很自然了輻射能愈高，藍移也愈大，所以最初可見光也都移到紫外區了。他還計算了銀河系中偶然的小規模爆發現象，說明了銀河內小白洞隨時爆發的可能性。例如短期間活動的銀河內X-ray，劇烈的最高能量最先到達，其後能量下降，整體按幕函數遞減在光譜中顯示出來。這和白洞理論計算是一致的。各X-ray之間，光譜不盡相同，不過這差異可從白洞對自己產生的電磁輻射產生畸變說明。因為白洞內產生的輻射可能有黑體輻射(微波以下噪音)、自由─自由輻射(帶電粒子間相互作用產生)、同步輻射(帶電粒子在強磁中通過而產生)等不同形態。人造衛星偶然觀測到的突發r射線，可以白洞影響說明；宇宙射線背景高能粒子的生成，也可以認定是白洞噴發的物體。





宇宙中真的有白洞存在嗎？


到目前為止，『白洞』還只是個理論名詞，科學家並未實際發現。 在技術上，要發現黑洞、甚至超巨質量黑洞，都比發現白洞要容易的多。也許每一個黑洞都有一個對應的白洞？！。但就我所知，我們並不確定是否所有的超巨質量"洞"都是"黑"洞，也不確定白洞與黑洞是否應成對出現。但就重力的觀點來看，在遠距離觀察時兩者的特性則是相同的。


我們知道，由於黑洞擁有極強的引力，能將附近的任何物體一吸而盡，而且只進不出。如果，我們將黑洞當成一個『入口』，那麼，應該就有一個只出不進的『出口』，就是所謂的『白洞』。黑洞和白洞間的通路，也有個專有名詞，叫做『灰道』（即『蟲洞』）。


心得感想：根據上述種種的跡象顯示，白洞目前還尚未被真正的發現，它只是科學家存在的一個想法而已。當初在大爆炸宇宙論中，原初火球的奇點問題，一直讓科學家們感到困擾。因為這個奇點的最大質量與密度和黑洞的奇點是相似的，但是活動情形卻和黑洞相反恰恰相反。當然，高能量超密物質的發現，顯示黑洞存在的可能，所以也顯示白洞存在的可能。如果宇宙物質按著不同的路徑和時間走到終極，那麼也可能按著不同的時間和路徑從原始出發，也就是說在大爆炸之初的大白洞發生後，仍可能出現小爆炸小白洞。但是追求一件事的真理通常需要經過許多的假設還有理論才能得到成功，或許直到將來，真的發現到白洞的存在時，而人類的天文史上又將向前邁進了一大步。