正是像艾萨克·牛顿这样的伟人教会了我们,每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。你推墙,墙也会推你。想到这一点,宇宙中的“白洞”似乎就合乎逻辑,甚至可以说是必然的。
我们都了解黑洞,那些宇宙中的真空吸尘器,会将任何靠近的东西(包括光)吸进去。那么,反过来呢?广阔无垠的宇宙是否也存在白洞,它们向虚空中喷射物质和能量,但却无法被进入?
这符合我们事物成双成对的直觉——如果有关闭按钮,很可能也有一个开启按钮。而且,白洞也像是黑洞终结性的必要平衡:那些被吸进去的东西都到哪里去了?
不幸的是,白洞是否真的存在,至今仍是一个悬而未决的问题。但这并没有阻止研究人员思考如果它们确实存在会是什么样子。一些理论认为,它们甚至可能对于解决一些长期存在的问题至关重要,从暗物质的本质到宇宙本身的本质。
漏洞百出的宇宙,蝙蝠侠!
与所有与“洞”有关的宇宙事物一样,白洞的起源可以追溯到阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论。该理论的复杂方程的某些解产生了黑洞,而其他解则产生了白洞。至少在数学上,这两种存在的可能性是相等的。
此外,黑洞和白洞正如其名,是相互关联的。美国宇航局的天体物理学家将后者称为“黑洞的时间反演”。换句话说,倒放黑洞的录像,你就会得到一个白洞——反之亦然。
太棒了,但这到底意味着什么?有些解释相当字面。白洞可能是黑洞的另一端,通过被称为(当然)虫洞的理论时空隧道连接。因此,落入黑洞的物质和能量最终会从白洞中喷射出来,无论是在这个宇宙还是在另一个宇宙。
但别急着冲进黑洞,指望一次免费的异域旅行:强大的引力会确保只有你和你的行李被撕碎、变形后才能从另一端的白洞出来。
黑洞重生
2014年,另一项关于它们在现实生活中可能是什么样子的解释出现了,当时研究人员提出,白洞可能源于黑洞的“残骸”。目前的观点认为,黑洞会辐射并缓慢蒸发,变得越来越小,直到最终消失。但现在看来,宇宙的某些概念认为这可能是不可行的。就像光和物质是量子化的——它们以不能分割的离散的粒子包的形式存在——时空本身也可能以离散的“块”的形式存在。
如果这是真的,那么黑洞只能收缩到达到那个自然极限。届时,它将以“量子反弹”的形式向外反弹,将收缩的黑洞变成一个膨胀的白洞。这听起来很奇幻,但数学上似乎是成立的。
这个想法可以解决物理学中一些令人头疼的问题。首先,黑洞信息悖论几乎可以轻而易举地解决。简单来说,悖论指出,进入黑洞的信息会随着黑洞的死亡而完全消失,因为它蒸发殆尽。但信息应该是不可侵犯的,永远不能被完全摧毁。量子反弹可以巧妙地解决这个问题:所有存储在黑洞中的信息将在其变成白洞时被全部喷射出来。
白洞也可能有助于解释暗物质的身份,这是理论家们又一个反复出现的难题。问题在于,*有什么东西*在维系着宇宙的某些部分,尽管没有东西在显眼地这样做。目前的解释称之为暗物质,一种神秘的物质,除了引力之外,它不与其他任何已知的自然力相互作用,也不与光发生反应。没有人知道暗物质到底是什么,尽管它似乎占了宇宙总物质的84%。但2018年的一篇论文提出,白洞——难以探测,由一种神秘的物质构成——可能占了这神秘物质的很大一部分,甚至全部。
宇宙的诞生
关于白洞的最后一种解释。天体物理学家Ezequiel Treister在2011年的一次NASA在线聊天中说:“你可以把宇宙大爆炸看作是终极的白洞。”
这听起来并没有那么疯狂。讨论白洞的喷射和宇宙大爆炸的创造,在数学上有很多相似之处。这两种事件本质上都是难以捉摸的。即使是思考宇宙大爆炸之前发生了什么以及是什么引发了它,也以其著名地困难而闻名。而且,与我们对黑洞如何诞生有着牢固的认识相呼应,白洞也有着本质上模糊的起源:爱因斯坦的方程描述了白洞如何存在,但并未说明它们如何形成。
这些相似之处足以让许多研究人员认为宇宙大爆炸和白洞是同一回事。Treister继续说道:“根据定义,白洞是无法被创造的,所以唯一拥有它的方式就是宇宙‘自带’一个。”也就是说,也许我们和宇宙的其余部分是一个138亿年前的白洞向外喷射的产物。也许这就是我们的宇宙所允许的唯一一种白洞:孕育了它的那种。
但是,要使任何一种或所有这些解释成为真理,我们需要白洞确实存在的证据,而我们还没有。这只是它们作为黑洞镜像的另一种方式,而黑洞已经得到了充分的记录,并且几乎可以肯定地遍布整个宇宙。
天体物理学家Kevin Schawinski在与Treister相同的聊天中说:“白洞是推测性的,没有理由认为它们存在。”
就像许多其他荒诞的天体一样,仅仅因为它们可能存在,并不意味着它们就真的存在。但这并不意味着白洞不值得思考。














