甚么是黑洞 到底有无白洞与黑洞

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哪知气温骤降,海浪一波波往上冲刷着车辆。
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  有时候我们在玩游戏时会有人说自己是“游戏黑洞”,意思就是不擅长玩游戏,那么黑洞究竟是什么呢?
  黑洞,简单来说就是一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。
  当然不是一个黑色的洞,它是宇宙空间内存在的一种密度无限大体积无限小的天体它能够吞噬周围的物质,与之相反的就是白洞啦!
  有人说白洞就是黑洞的死亡时间,它不会像黑洞那样吞噬物质,而是释放和喷射黑洞所吞噬的物质。广义上讲,它是所有物质和能量的源泉,不断促成物质的生成和发展。
  还有很多人认为白洞和黑洞之间是相连接的,每个黑洞都有对应的白洞,它们之间通过虫洞连接!
  但到目前为止,白洞仅是科学家通过数学公式在理论上进行各种探讨的结果,至今还没有任何观察证据表明白洞的存在。
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什么是白洞 白洞是否存在
学习啦【百科知识】 编辑:谢君
  白洞是宇宙中的喷射源,可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射,所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体,与黑洞正好相反。以下是由学习啦小编整理关于什么是白洞的内容,希望大家喜欢!
  白洞的原理
  由于白洞周围具有很强的引力场,它把附近的尘埃、气体和辐射吸引到边界上来,产生很高的加速度,从而与从白洞内高速向外喷射的物质微粒相碰撞,产生巨大的能量辐射。X射线、宇宙射线、射电爆发及双射电源等高能现象,都可看成是白洞与其周围吸积物质相互作用的结果。用白洞模型解释宇宙背景X射线和&射线的来源,也得到了与观测结果相近的能谱。
  白洞内膨胀物质所发出的辐射具有紫移特征,尤其在最初膨胀阶段,这种紫移表现得特别明显。对于白洞的起源,一种看法认为,白洞内的超密物质由引力塌缩形成黑洞时获得,它们经过某种内部的矛盾运动,转变成膨胀状态,而又从中心奇点向外抛射出来;比较流行的看法认为,白洞来源于整个宇宙的大爆炸。当宇宙由超高密态爆炸时,由于爆炸的不均匀性,有些超密态物质在抛出后仍处于奇点状态,它们可以等待一定的时间以后才开始膨胀和爆发,而成为新的局部膨胀核心。有些核心的爆发时间已延迟了1010年(年,合100亿年)左右,它们一旦爆发就形成了今天所能观察到的类星体或其他高能天体,故白洞又称为&延迟核&。随着宇宙学的发展,人们将进一步揭开它的奥秘。
  白洞的性质
  从定义上来说,白洞与黑洞是物理学家们根据黑洞在爱因斯坦的广义相对论上所提出的&假想&物体,或一种数学模型。物理学界
  和天文学界将白洞定义为一种超高度致密物体,其性质与黑洞完全相反。白洞并不是吸收外部物质,而是不断地向外围喷射各种星际物质与宇宙能量,是一种宇宙中的喷射源。简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙。由于具有和&黑&洞完全相反的性质,所以叫做&白&洞;又因为黑洞的引力使得光也无法逃脱,而白洞和黑洞是完全相反的(连光也会被排斥掉),所以呈现为白色,叫做白洞。它有一个封闭的边界,聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动。因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射。白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同。
  白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来解释一些高能天体现象。当前天文学家还没有实际找到白洞,还只是个理论上的名词。白洞是理论上通过对黑洞的类比而得到的一个十分&学者化&的理论产物,更多的表现为一种数学模型。
  和黑洞完全不一样,白洞不会吸收任何物体,相反的,白洞会不断释放出物质,包括基本粒子和场。
  白洞和黑洞一样,有一个封闭的&视界&。不过和黑洞不一样,时空曲率在这里是负无穷大,也就是说,在这里,白洞对外界的斥力达到无穷大,即使是光笔直向白洞的奇点冲去,会被其弹回,所以它不可能进入白洞一步。
  理论上,白洞也可以根据是否旋转,是否带有电荷而区分类型,但是理论物理学家们认为,白洞的无穷大的斥力会迫使白洞不带有任何电荷,因为电荷很容易就被赶到了视界外。而旋转,也被认为是不可能的。不过白洞看来只可能是一种想象中的产物。因为如果白洞不吸收任何物体而仅仅是喷射物质(能量),那么无论这个白洞的质量有多大,它的物质也会很快地被喷射光。
  当然,物理学家们也为白洞提供了几个存在的想法,其中有的人认为白洞和黑洞通过虫洞连接,从而使母宇宙和婴儿宇宙之间获得联系。关于这种机制,可以参考关于&时间虫洞&的概述(详见霍金的《果壳中的宇宙》)。
  白洞是否存在
  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!但我们并不确定是否所有的超巨质量的&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。
  当人们有了很复杂的数学工具来分析这些相关方程式,他们发现了更多。在这个简单的情形下时空结构必须具备时间反演对称性,这意味着如果你让时间倒流,所有一切都应该没什么两样。因此如果在未来某个时刻光只能进不能出,那过去一定有个时刻光只能出不能进。这看上去就像是黑洞的反转,因此人们称之为白洞,虽然它只是黑洞在过去的一个延伸。(更奇怪的是:在世界里面似乎应该还有一个宇宙,虽然这里用&里面&可能不太确切。)时间在白洞里面是存在的,但既然你不能进去,那你只有出生在里面才能知道了。
  但在现实中,白洞可能并不存在,因为真实的黑洞要比这个广义相对论的简单解所描述的要复杂得多。他们并不是在过去就一直存在,而是在某个时间恒星坍塌后所形成的。这就破坏了时间反演对称性,因此如果你顺着倒流的时光往前看,你将看不到这个解中所描述的白洞,而是看到黑洞变回坍塌中的恒星。
  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&别名&硅洞&)。虽然白洞尚未发现,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,随着科学技术的进步和人类的不断探索,天文学家会真的发现白洞的存在呢!
  与黑洞的关系 白洞与黑洞是相辅相成的,是对立统一的。沈葹在《黑洞、白洞交相衬映》一文中对黑洞与白洞的相互关系作了如下论述:&霍金着眼于黑洞,但他的假说或可给予黑洞、白洞相互转化之设想以便宜。当然此设想主要还是出于黑洞、白洞之对称性的思考;因为物质坍缩成一个中心奇点、与物质从一个中心奇点里爆发出来,本是相反相成的两个过程,所以从黑洞瞬即转化成白洞,似乎还是可能实现的。对于宇宙演化,我们且作如下尝试性解释。从广义相对论演绎得出的一种演化模式,把宇宙假设为从原始火球的大爆炸中诞生,接着便膨胀,胀到最大,再转变成坍缩,缩到最小;尔后又发生第二次爆炸及其胀、缩过程;如此循环反复。对此模式,可否把每次爆炸的原始火球看作为一个原始白洞,而它是上一次坍缩过程的终止黑洞瞬即转化来的。起始点和终止点就是这白洞和黑洞的中心奇点。&这段论述包含了深刻的辩证逻辑思想。
  根据上述情况,可以得出以下结论:
  第一,黑洞是宇宙间吸引的一种极端现象和形式,它的直接结果是&大坍缩&,与之相反,白洞则是宇宙间排斥的一种极端现象和形式,它的直接结果是&大爆炸&或&大膨胀&。两者缺一不可,紧密相联,相辅相成,相互转化,对立统一。
  第二,黑洞与白洞是通过某种&极变机制&(虫眼机制等)相互转化的,由于这种相互转化的存在,使得量子阶梯中的所有物质现象得以产生、发展和消亡。在这个过程中,既没有一成不变的永恒事物,也没有只出现一次就永远绝灭的东西。产生了的东西会消亡,消亡了的东西又会产生,如此循环不止。
  第三,黑洞与白洞的相互转化是宇宙演化最根本、最重要的动力根源。它们两者的存在和转化,是&吸引和排斥这一个古老的两极对立&的生动体现,是万物变化最深层次的总根源。
  黑洞就象宇宙中的一个无底深渊,物质一旦掉进去,就再也逃不出来。根据我们熟悉的&矛盾&的观点,科学家们大胆地猜想到:宇宙中会不会也同时存在一种物质只出不进的&泉&呢?并给它取了个同黑洞相反的名字,叫&白洞&。
  科学家们猜想:白洞也有一个与黑洞类似的封闭的边界,但与黑洞不同的是,白洞内部的物质和各种辐射只能经边界向边界外部运动,而白洞外部的物质和辐射却不能进入其内部。形象地说,白洞好像一个不断向外喷射物质和能量的源泉,它向外界提供物质和能量,却不吸收外部的物质和能量。
  白洞到目前为止,还仅仅是科学家的猜想,还没有观察到任何能表明白洞可能存在的证据。在理论研究上也还没有重大突破。不过,最新的研究可能会得出一个令人兴奋的结论,即:&白洞&很可能就是&黑洞&本身!也就是说黑洞在这一端吸收物质,而在另一端则喷射物质,就像一个巨大的时空隧道。
  科学家们证明了黑洞其实有可能向外发射能量。而根据现代物理理论,能量和质量是可以互相转化的。这就从理论上预言了&黑洞、白洞一体化&的可能。
  要彻底弄清楚黑洞和白洞的奥秘,还为时过早。但是,科学家们每前进一点,所取得的成绩都让人激动不已。我们相信,打开宇宙之谜大门的钥匙就藏在黑洞和白洞神秘的身后。
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【百科知识】图文推荐黑洞和白洞的区别是什么?
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然.所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来.
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了.到这时,恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出.实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到.
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程.当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”.而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系----“黑洞”诞生了.
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了.例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想.那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?***就是----弯曲的空间.我们都知道,光是沿直线传播的.这是一个最基本的常识.可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲.这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线.形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向.
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的.而在黑洞周围,空间的这种变形非常大.这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球.所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术.更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球.这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!白洞
黑洞就象宇宙中的一个无底深渊,物质一旦掉进去,就再也逃不出来.根据我们熟悉的“矛盾”的观点,科学家们大胆地猜想到:宇宙中会不会也同时存在一种物质只出不进的“泉”呢?并给它取了个同黑洞相反的名字,叫“白洞”.
科学家们猜想:白洞也有一个与黑洞类似的封闭的边界,但与黑洞不同的是,白洞内部的物质和各种辐射只能经边界向边界外部运动,而白洞外部的物质和辐射却不能进入其内部.形象地说,白洞好象一个不断向外喷射物质和能量的源泉,它向外界提供物质和能量,却不吸收外部的物质和能量.
白洞到目前为止,还仅仅是科学家的猜想,还没有观察到任何能表明白洞可能存在的证据.在理论研究上也还没有重大突破.不过,最新的研究可能会得出一个令人兴奋的结论,即:“白洞”很可能就是“黑洞”本身!也就是说黑洞在这一端吸收物质,而在另一端则喷射物质,就像一个巨大的时空隧道.
科学家们最近证明了黑洞其实有可能向外发射能量.而根据现代物理理论,能量和质量是可以互相转化的.这就从理论上预言了“黑洞、白洞一体化”的可能.
要彻底弄清楚黑洞和白洞的奥秘,现在还为时过早.但是,科学家们每前进一点,所取得的成绩都让人激动不已.我们相信,打开宇宙之谜大门的钥匙就藏在黑洞和白洞神秘的身后.虫洞
通过时空结构的假想通道.虫洞可想像为通过时空的捷径,即连接两个黑洞或(更具猜想性)一个黑洞和一个白洞的宇宙地道.一个虫洞的‘另一端’可以在空间的任何地方,也可以是时间的任何一刻,使得经过虫洞的任何物体转瞬之间出现在宇宙的其他部分----不仅仅是另一个地点,也可以是另一个时刻.
广义相对论方程式描述虫洞的解,实际上在理论提出不久后的1916年就找到了,不过那时没有做这样的说明.阿尔伯特?爱因斯坦本人于1930年代在普林斯顿与内森?罗森(Nathan Rosen)的合作研究,发现史瓦西解所代表的黑洞,实际上就是他们称之为两个平坦时空区之间的桥(现在叫***因斯坦--罗森桥)的东西.虽然这些方程式被当作数学精品进行了研究(特别是约翰?惠勒及其同事们的工作),但1985年前无人把它们视为宇宙的真实特性,因为数学上研究过的所有例子都只能打开短短一瞬,在任何东西,包括光,尚未来得及通过地道时就(根据方程式)砰地一声重新关闭了.
虽然这一思想为科幻作家所喜爱,但科学家一般认为必定有某条自然定律阻止了虫洞的存在.但是,当加州理工学院的相对沦学者们在1980年代试图证明这点时,却发现无法做到.广义相对论(这是我们现有最好的引力和时空理论,它通过了对它进行过的所有检验)中没有任何东西禁止虫洞的存在.不仅如此,基普?桑尼和他的同事们还发现爱因斯坦方程式甚至有允许存在长寿命虫洞的解.
这样一个虫洞的‘嘴巴’看起来应该像一个球形黑洞的视界,但有一点重要区别.视界是一个单向表面,没有东西能从它里面出来.但一个虫洞嘴巴的表面则允许双向交通.如果我们朝一个另一端在织女星附近的虫洞里面张望,我们将能看见织女星的光从通道里面出来----而织女星附近的观测者从另一端朝这同一个虫洞里面张望时,也将看见太阳的光.
但造一个人类能通过它旅行(见时间旅行)的大虫洞仍然是极端困难的,而从一切实用目的来看也许是不可能的.但物理学家们着迷于也许存在普朗克长度规模天然虫洞的可能性.这种虫洞提供基本的泡沫状时空结构,(以类似诗歌修辞中的混合隐喻手法)由虫洞纤维编结出时空织物本身.
如果是这样,那就会有很多奇特的可能性.例如,这种细小的(超亚微观)虫洞可以连接宇宙中相距遥远的区域,使信息得以泄露,从而保证地球上的物理学定律与遥远类星体上的定律相同.或者一个小虫洞与我们的宇宙断开,并开始通过暴涨长大成为一个独立的宇宙
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