白洞

白洞

(一)白洞导论：

    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着科学家们。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。６０年代的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，看来白洞似乎更虚幻了。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及结合起来。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。

(二)白洞起源：

    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，它们遵守着克卜勒轨道运动。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着密度高的小质点，它们随着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。只不过各过程不是时，而是先后交错的。

(三)白洞的喷发：

    有关于白洞的资讯，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-ray，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-ray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。

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黑洞（Black hole）
是根据现代的广义相对论所预言的，在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。
黑洞是由质量足够大的恒星在核融合反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力塌缩而形成。
黑洞质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来。
由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。
在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点。

当大质量天体演化末期，其塌缩核心的质量超过太阳质量的3.2倍时，由于没有能够对抗引力的斥力，
核心坍塌将无限进行下去，从而形成黑洞。
（核心小于1.4个太阳质量的，会变成白矮星；介于两者之间的，形成中子星）。
天文学的观测表明，在绝大部分星系的中心，包括银河系，都存在超大质量黑洞，它们的质量从数百万个直到数百亿个太阳。

结构特性
目前公认的理论认为，黑洞只有三个物理量可以测量到：质量、电荷、角动量。
也就是说：对于一个黑洞，一旦这三个物理量确定下来了，这个黑洞的特性也就唯一地确定了，
这称为黑洞的无毛定理，或称作黑洞的唯一性定理。
但是这个定理却只是限制了古典理论，
没有否认可能有其他量子荷的存在，所以黑洞可以和大域单极或是宇宙弦共同存在，而带有大域量子荷。

观测证据
由于黑洞观测有实际的困难度存在，宣称某个星体是黑洞者，通常都只给出几张模糊的照片或部分的数据
，黑洞的所有特征无法全面验证，一般媒体报导实际仅有部分资讯，无法满足专业天体物理的数据要求，
因此天文数据库当中，并没有黑洞，仅有黑洞候选星。

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