登陆注册
42845600000018

第18章 白洞

游侠引言:

黑洞作为一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞。其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球的奇点问题,这个问题其实一直困扰著科学家们。

正文

这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反。高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能。如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞。而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢?是永远累积在无穷小的奇点中,直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌出呢?如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有。20世纪60年代的前苏联科学家开始提出白洞的概念,科学家做了很多工作,但这概念不像黑洞这么通行,看来白洞似乎更虛幻了。问题是我们已经对引力场较为熟悉,从恒星、星系演化为黑洞有数理可循,但白洞靠什么来触发,目前却依然茫然无绪。无论如何宇宙至少触发过一次,所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系,因而白洞学说通常与宇宙学结合起来。人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题。从现有状态去推求终末,总容易些,相反的从现有状态去探索原始,难免茫无头绪。

白洞

白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体、剧烈活动的星系中的可能性。相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性,只是这与一般正统的宇宙观不同,较不易获得承认。某些理论认为,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守著克卜勒轨道运动。这是一种高度理想化的推测,亦即一个地方有几个白洞,在星系核心互相旋转,偶然喷出满天星斗。喷出的白洞演化成新星系。而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来。这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的。照此来说,白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖,由分裂而形成星系。然而这又和目前的理论相违背。从此看来,就是星系生成也有不同见解。有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块,而其中便包含了白洞。宇宙向最初奇点收缩,星系、星系群都同一动作,这当然和黑洞的奇点相似。宇宙的不同区域,其密度皆不同,收缩时首先在高密度的地方,达到了黑洞的临界密度,从此消失在事界之后,宇宙不断收缩,使不断出现高密奇点。宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体。然而事实上,宇宙是膨胀而非收缩的,因此它是白洞而不是黑洞。在宇宙整体性源始的大奇点中存在著密度高的小质点,它们隨著膨胀向四面八方扩散,大白洞大量爆发生出小白洞。星系等不均匀物体,正是由它生成的。不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系,皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程。目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的,是过程的两个端点而已。黑洞奇点是物质末期塌缩的终点,白洞物质的奇点是星系的始端。只不过各过程不是同时,而是先后交错的。

宇宙中的白洞

有关于白洞的信息,目前并不多,所以我们对白洞的喷发并不十分了解。白洞的喷口的来历并不清楚,一如大爆发原因不明。奈里卡在1975年论述了许多使天文学家感觉困扰的问题和白洞的数学连系,这是相关重要的。在喷发中白洞存在的前提下,外部观测者可以探测到蓝移所致的不同辐射源的频谱。大爆发的初期状态所遵循的爱因斯坦宇宙论方程式同样可施于探索星系规模膨胀系统的未爆核状态,但奈理卡使用了方程式时结合了过程的物理项。白洞向外爆发的时间极短,这一瞬的过程当然很难说明,但白洞所产生的电磁辐射市可计算的。观测到的爆炸光谱的最大特征,是最初以高能辐射为主体,不久就显示出低能辐射。

辐射若是由白洞产生,这现像就很自然了辐射能愈高,蓝移也愈大,所以最初可见光也都移到紫外区了。他还计算了银河系中偶然的小规模爆发现象,说明了银河内小白洞随时爆发的可能性。例如短期间活动的银河内X射线,剧烈的最高能量最先到达,其后能量下降,整体按幕函数递减在光谱中显示出来。这和白洞理论计算是一致的。各X射线之间,光谱不尽相同,不过这差异可从白洞对自己产生的电磁辐射产生畸变说明。因为白洞内产生的辐射可能有黑体辐射(微波以下噪音),自由-自由辐射(带电粒子间相互作用产生),同步辐射(带电粒子在强磁中通过而产生)等不同形态。人造卫星偶然观测到的突发r射线,可以白洞影响说明宇宙射线背景高能粒子的生成,也可以认定是白洞喷发的物体。

到目前为止,"白洞"还只是个理论名词,科学家并未实际发现。在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易的多。也许每一个黑洞都有一个对应的白洞。但就我所知,我们并不确定是否所有的超巨质量"洞"都是"黑"洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现。但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的。

我们知道,由于黑洞拥有极强的引力,能将附近的任何物体一吸而尽,而且只进不出。如果我们将黑洞当成一个"入口",那么,应该就有一个只出不进的"出口",就是所谓的"白洞"。黑洞和白洞间的通路,也有个专有名词,叫做"灰道"(即"虫洞")。虽然白洞尚无发现,但在科学探索上,最美的事物之一就是许多理论上存在的事物,后来真的被人们发现或证实。因此,也许将来有一天,天文学家会真的发现白洞的存在喔!

早在20世纪50年代,已有科学家对"虫洞"作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用"虫洞",但"虫洞"的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。

随着科学技术的发展,新的研究发现,"虫洞"的超强力场可以通过"负质量"来中和,达到稳定"虫洞"能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的"正物质","反物质"也拥有"负质量",可以吸去周围所有能量。像"虫洞"一样,"负质量"也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了"负质量"能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的"负质量"。

据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,"负质量"可以用来控制"虫洞"。他们指出,"负质量"能扩大原本细小的"虫洞",使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助"虫洞"研究,希望"虫洞"能实际用在太空航行上。

宇航学家认为,"虫洞"的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视。科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在,人类被"困"在地球上,要航行到最近的一个星系,动辄需要数百年时间,是目前人类不可能办到的。但是,未来的太空航行如使用"虫洞",那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。

据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的"虫洞",但很少有直径超过10万千米的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。"负质量"的发现为利用"虫洞"创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的"虫洞"。

科学家指出,如果把"负质量"传送到"虫洞"中,把"虫洞"打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。

〔问题在线〕:

什么是虫洞?

〔专家释疑〕:

据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的"虫洞",但很少有直径超过10万千米的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。"负质量"的发现为利用"虫洞"创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的"虫洞"。

〔探索指南〕:

太空中有很多秘密还有待我们进一步去研究。

同类推荐
  • 这些发明真奇妙

    这些发明真奇妙

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。本册为第9辑,科学大讲堂。
  • 在游戏中学科学

    在游戏中学科学

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。
  • 洪水防范与自救

    洪水防范与自救

    从洪涝灾害的基本知识、洪涝灾害的预防、洪涝灾害时的自救互教三个方面进行介绍,记录了读者最需要、也最应该知道的技巧,做好最充分的准备,将灾害带来的损失减到最低。
  • 求知文库-生物生态拾趣

    求知文库-生物生态拾趣

    本书为青少年读物,介绍了动物、植物、人与生态之间的关系和相互作用。以及保护环境的重要性。
  • 求知文库-微不足道的生命

    求知文库-微不足道的生命

    “文明人类远离大自然,靠复杂的技巧谋生,透过知识的眼睛观察其他生灵,看到的只是皮毛,完整的形象却失真不堪。我们庇护动物,是认为它们的生命形式还不完美,以为它们劣于我们,因而命运悲惨,然而我们错了,并且大错特错。人不该以自己来衡量动物。大自然的历史远远超过人类历史,各种动物进化程度更加完美。它们具有的敏锐感觉我们已经退化或者从未获得。它们发出的某些声音我们永远无法听到。它们与我们并非同辈兄弟,也不在我们之下。它们是一个物种,属于另一个国度,与我们在时间和空间的坐标上相遇,共同生活在这个充满辉煌与痛苦的世界上。”……
热门推荐
  • 我自定义

    我自定义

    世间的一切都已经被定义好的。不!那就让我重新改写这个世界,只要得到命运的力量,那我就可以重新书写过去,现在,哪怕是未来!
  • 魔君殿下您的君后不好惹

    魔君殿下您的君后不好惹

    二十五世纪有个顾卿九,一朝穿越到了一个架空的玄幻世界。说她凉楚漓是天生废柴?那么被打的满地找牙,下跪求饶的都是天生蠢材?说她凉锦染是丑陋无盐?那么喊着非她不娶,绝不纳妾的都是道貌岸然的渣男伪君子?修仙,炼器,炼药,驭兽。。。当她一步步成长为绝世天才的时候,突然从天而降了一个危险至极的绝色妖孽男!伤她,他救了。欺她,他灭了。护她,他娶了。那一眼便是永生永世,一颗万年冰冷的心,只为她一人跳动。直到某一天,魔界使者忽然来报,"不好了魔君殿下,您的魔后不好惹,她说,她后悔了!带着公主和太子殿下跑路了!"本文男强女强,强强联手,一对一身心干净。
  • 重生甜妻之老公大人么一个

    重生甜妻之老公大人么一个

    洛甜甜上辈子一颗心错付给渣男,最后被渣男害得铃铛入狱。她从来不知道,与她结婚了三年的老公,竟然爱她爱的如此深沉。可是当她知道的时候,一切都晚了,她…死了。没想到,她洛甜甜能够重活一世,这一世,她要狠狠地疼她的老公,和他一起共度余生~
  • 快遗忘的那几年

    快遗忘的那几年

    离婚三年多了,杨明英脑海中渐渐的淡化了前妻的身影以及思念。这一天同事程丽一句泪语问出了快要遗忘的思绪。程丽愤怒的哭着问到“你还要把她放心里多久?为什么就不能接受我?难道我真的就比她差吗?”
  • 我们的初见你记得吗

    我们的初见你记得吗

    她-他在一个早上相遇,打出租车撞到一起,她骂了他,他却是那么温柔,她对这个长得好看的男人吸引了。又一次在游乐场相遇,却让她深深爱上了他,可是他依然那么花心一点也不专一,她始终如一的对待他爱他。当他爱上她时,她却想要离开她深爱的他了,她觉得爱他真的很累了,这时他问她我们的初见你还记得吗?我现在真的真的爱上妳了,妳不要离开现在还我来好好爱你了秦雪。金成熙真的真的爱秦雪!
  • 烟华十四年

    烟华十四年

    她曾是威风凛凛的护国大将军,百姓人人称赞的战神,却因为对他情根深种而,输了至关重要的一仗。人前他是小倌青莲,人后他竟是敌国的太子殿下,她爱上了他,他利用了她,她惨败了,他应该是最高兴的那个,为何在得知她失踪后,他觉得世界都昏暗了?
  • 女主的开挂人生

    女主的开挂人生

    沈一,21世纪著名的杀手,一朝穿越,成了古代的痴傻未婚妈妈一枚。夜凌天,一国国师,身份神秘,但江湖总流传着关于他的传说。当一心带着包子种田发家致富的她,遇上神秘的他,又会碰撞出什么故事。当一切风波平息,真相被揭开帷幕,他们又能否坚定初心,始终如一呢。
  • 魔兽之不朽荣耀

    魔兽之不朽荣耀

    在睡梦之中,一个普普通通的游戏玩家,猝不及防的就穿越了。这里是“我们的世界“这里是德拉诺星球,兽人族的美好家园,他出生在一个弱小氏族中,成长在悲惨的家庭里,拼死搏命,只是为了生存。当丑恶的命运蛮不讲理的想要降临在自己和自己的种族头上时,人们该怎么做?拥有了异世之名的伊奇挣扎着!怒吼着!为了部落!为了家人!兽人永不为奴!那一切是逝去的青春,是自由的向往,是荣耀的精神,最终那将是我们心中信仰!这段向着不公宿命的挑战,就此开始了!
  • 过招:经销商全面突围

    过招:经销商全面突围

    中国绝大部分经销商的发展都止于“行商”阶段。尽管面对幅员辽阔、城镇化程度越来越快的中国市场,经销商的作用巨大并且不可或缺。但随着消费者收入的提高、消费层次的分化、经销商的作用和地位肯定会发生重大变化,经销商一统天下的局面肯定会被打破,渠道的多元化必然会出现。事实上,这些都已经成为现实,经销商的地位会被进一步地边缘化。
  • 封歧

    封歧

    想要成为一名真正的炼器师,需要凝练出属于自己的本命兵器。