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在愛因斯坦的廣義相對論中預言到了兩種天體,一個是人們早已熟知的黑洞,另一個則是人們比較陌生的白洞。20世紀60年代以來,由于空間探測技術(shù)在天文觀測中的廣泛應用,人們陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多黑洞性質(zhì)的天體。如天鵝座X--1星和御夫座e星的伴星就是兩個典型的例子。眾所周知,黑洞是一種極為奇特的天體,它能夠把包括光線在內(nèi)的一切物質(zhì)都吸入自己的體內(nèi),所以黑洞在宇宙中是不會發(fā)光的,但是即使如此,天文學家們卻依靠射電紅外望遠鏡觀測到了它們,并大膽的假設黑洞是恒星衰亡后留下的殘骸。
目錄引文編輯世上的萬物都是具有雙重性的,有黑洞就有白洞。依據(jù)廣義相對論的預言,白洞的一切性質(zhì)都是與黑洞相反的,黑洞是“吸”,白洞是“吐”,因此,對于觀測白洞來說比觀測黑洞要容易得多。經(jīng)過白洞前的光線及一切物質(zhì)都會被白洞的強大排斥力噴射出去,使其改變原有的運動方向,向著白洞的對面運行。所以我們可以認為白洞是一種發(fā)光的物體,并且是一種發(fā)光力極強的物體。我認為,現(xiàn)在困擾天文學家的類星體就是白洞,因為類星體是一種與其他任何天體都不相聯(lián)系的新天體,在已知的天體射電源中約有25%是類星體,它們有許多地方使人震驚。一般的類星體比整個星系小得多,有的甚至只有星系直徑的十萬分之-,可是又比星系亮得多。在一般類星體的周圍都會有物質(zhì)噴射的現(xiàn)象,并且它們的射電源的一部分與一個光學噴射體相重合,而射電源的尺度比較小,能量卻極為巨大。在對類星體的光學研究之后得出了一個驚人的信息,它們的光譜有巨大的紅移,有的甚至達到了0.367之巨。鑒于以上幾點。這個在光學上像恒星,亮度驚人且變化迅速并有著巨大的紅移和發(fā)射線,但體積卻很小的類星體就成了一個謎。然而我卻認為運用白洞的知識來解釋類星體能夠更好一些。我們可以假想一幅圖畫:如果自己就站在白洞前面,根據(jù)廣義相對論的定理,你會看到一束從遠處射來的光線被白洞遠遠的噴射出去,噴射的光線多了,自然白洞也就越來越亮,在宇宙中傳播的距離也就越來越遠,因為射電也是一種物質(zhì),所以白洞也就可以像噴射光線一樣來噴射射電了。白洞的體積有大有小,但大體上與恒星相同,這是它與黑洞僅有的幾個相同點之一。如果不在特殊情況下,深處星系以及有光源的天體內(nèi)部的白洞才能被很好的觀測到,這些跡象表明,白洞很可能是類星體。愛因斯坦在廣義相對論中闡明了黑洞和白洞都是能量極大的天體,這與類星體的性質(zhì)也是不謀而合的。幾乎所有的類星體的光譜都有巨大的紅移,這是人們發(fā)現(xiàn)它的最大特點之一。 根據(jù)哈勃定理推算,最遠的類星體達到200億光年!也就是說,如果類星體是白洞的話,很有可能白洞就處在宇宙的邊緣。 白洞“只出不進”,那么它的物質(zhì)不會枯竭嗎?如果不枯竭,那么這些物質(zhì)從何而來呢?有人提出一種設想,白洞與黑洞是相通的,它們之間有一條通道,叫做“蛀洞”。正是這條通道,把黑洞吸積的物質(zhì),運到白洞噴發(fā)出去。美國天文學家認為,蛀洞這一通道可能使我們與其他的宇宙相連。 白洞學說在天文學上主要用來解釋一些高能現(xiàn)象。白洞是否存在,尚無觀測證據(jù)。有人認為,白洞并不存在。因為,白洞外部的時空性質(zhì)與黑洞一樣,白洞可以把它周圍的物質(zhì)吸積到邊界上形成物質(zhì)層。只要有足夠多的物質(zhì),引力坍縮就會發(fā)生,導致形成黑洞。另外,按照目前的理論,大質(zhì)量恒星演化到晚期可能經(jīng)坍縮而形成黑洞;但并不知道有什么過程會導致形成白洞。如果白洞存在,則可能是宇宙大爆炸時殘留下來的。 而且還有的科學家認為,有可能黑洞是一個通向其他宇宙的通道。其中黑洞是入口,白洞是出口。 以現(xiàn)在人類的發(fā)展水平來看,我們并不能測量出宇宙到底有多大。有可能我們?nèi)祟惉F(xiàn)在所處于的宇宙只不過是一個子宇宙,與我們這個宇宙并存的還有其他子宇宙和母宇宙。而我們這個子宇宙與其他宇宙的入口就有可能是黑洞。 相關(guān)新聞編輯據(jù)國外媒體報道,美國印第安納大學的物理學家提出新理論,認為黑洞吸收的物質(zhì)沒有被破壞,而是被驅(qū)逐出去,形成另一世界中的星系、恒星和行星,黑洞則充當了宇宙間的通道。該理論可以很好的解釋大爆炸之謎,以及伽馬射線爆發(fā)等現(xiàn)代宇宙學的秘密。 美國印第安納大學的物理學家波普瓦夫斯基(Poplawski)最近在《物理快報B輯》上發(fā)表了一篇文章,文中提出了一種新的數(shù)學模型,用來描述落入黑洞中物體的螺旋運動。根據(jù)新的數(shù)學模型,黑洞吸收的物質(zhì)實際上是被驅(qū)逐出去,形成另一世界中的星系、恒星和行星,黑洞充當了宇宙間的通道。 波普瓦夫斯基稱,黑洞是蟲洞的觀點可以解釋現(xiàn)代宇宙學中的某些秘密。比如,黑洞是蟲洞的觀點可以解釋大爆炸之謎。大爆炸理論認為,宇宙由一個奇點發(fā)生大爆炸產(chǎn)生,這個奇點質(zhì)量無窮大,體積無窮小,時空都包含在里面。但是,這一理論無法解釋奇點是如何形成的。波普瓦夫斯基稱,如果假設我們的宇宙最初是由白洞形成的,那么就很好解釋大爆炸奇點問題。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(nèi)部的物質(zhì)和各種輻射只能經(jīng)邊界向邊界外部運動,而白洞外部的物質(zhì)和輻射卻不能進入其內(nèi)部。 黑洞是蟲洞的觀點還可以解釋伽馬射線爆發(fā)。發(fā)生在宇宙邊緣的伽馬射線爆發(fā),常常和遙遠星系的超新星以及恒星爆發(fā)聯(lián)系在一起,但是它們爆發(fā)的真正原因一直是個謎。波普瓦夫斯基提出,伽馬射線爆發(fā)可能是其它宇宙中排出的物質(zhì),這些物質(zhì)通過其星系中心的超大質(zhì)量黑洞進入我們所在的宇宙。 波普瓦夫斯基認為,蟲洞制造出“奇異的物質(zhì)”,觸發(fā)了宇宙的膨脹效應。哈勃在1929年在論文中論證了距離我們越遠的河外星云,沿著觀測者視線方向遠離我們而去的運動速度就越大,而且速度同距離兩者之間存在著很好的正比關(guān)系。這就是舉世聞名的“哈勃定律”。1930年,英國天文學家愛丁頓把河外星云普遍遠離我們而去的現(xiàn)象解釋為宇宙的膨脹效應。 但是,天文學家一直在努力尋找引起膨脹的原因。波普瓦夫斯基稱,宇宙的膨脹效應是由“奇異物質(zhì)”觸發(fā)的。這種奇異物質(zhì)和普通物質(zhì)是不一樣的,因為它們在重力作用下被排斥而不會被吸引。波普瓦夫斯基認為,這些奇異物質(zhì)可能是在一些超大質(zhì)量恒星崩塌,并形成蟲洞時產(chǎn)生的。 拓展編輯黑洞反作用 據(jù)國外媒體報道,天文學家通過哈勃太空望遠鏡以及和超大陣列(VLA)無線電波望遠鏡,發(fā)現(xiàn)距離地球5千萬光年的NGC 1068星系超大質(zhì)量黑洞不斷向太空噴射炙熱的氣體??茖W家認為,位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞通過稱為“黑洞反作用”的機制,影響星系的演變過程。 從上面的合成圖像中,可以看到高速運動的炙熱云產(chǎn)生的明亮X射線,如同滾滾火焰。它很大程度上表明了NGC 1068星系中心黑洞不斷向太空噴射炙熱的氣體的情況。 NGC 1068星系中心的黑洞非常龐大,是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的2倍。NGC 1068超大質(zhì)量黑洞異?;钴S,可以說是我們已知的最活躍的黑洞之一。它不斷吞噬大量的NGC 1068星系質(zhì)量,然后以時速100萬英里往外噴射炙熱氣體。NGC 1068星系中心龐大的黑洞是星系的破壞者,它將NGC 1068星系中心撕扯成碎片。 科學家認為,這個龐大的黑洞通過一個稱為“黑洞反作用”的機制,影響NGC 1068星系的演變。被撕裂的星系質(zhì)量中,有一部分并沒有落入黑洞的“口”中,而是在爆炸后,高速遠離黑洞。天文學家通過錢德拉和哈勃太空望遠鏡以及甚大陣列(VLA)的無線電波望遠鏡看到,大量超熱質(zhì)量被棄置到距離黑洞3000光年遠的地方。這看起來就好像是一個超高速的傳輸帶,即星系質(zhì)量不斷被牽引到黑洞的吸積盤,遭到撕裂破壞后,反過來向星系發(fā)射炙熱的氣體。 黑洞分類編輯按組成劃分按組成來劃分,黑洞可以分為兩大類。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。 暗能量黑洞 暗能量黑洞主要由高速旋轉(zhuǎn)的巨大的暗能量組成,它內(nèi)部沒有巨大的質(zhì)量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉(zhuǎn),其內(nèi)部產(chǎn)生巨大的負壓足以吞噬物體,從而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基礎,也是星團、星系團形成的基礎。 物理黑洞 物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成,具有巨大的質(zhì)量。當一個物理黑洞的質(zhì)量等于或大于一個星系的質(zhì)量時,我們稱之為奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大,可以有太陽系那般大。奇點黑洞比起暗能量黑洞來說體積非常小,它甚至可以縮小到一個奇點。 物理性質(zhì)劃分根據(jù)黑洞本身的物理特性質(zhì)量,角動量,電荷劃分,可以將黑洞分為四類。 不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞 它的時空結(jié)構(gòu)于1916年由施瓦西求出稱施瓦西黑洞。 不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞 稱R-N黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1916至1918年由賴斯納(Reissner)和納自敦(Nordstrom)求出。 旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞 稱克爾黑洞。時空結(jié)構(gòu)由克爾于1963年求出。 一般黑洞 稱克爾-紐曼黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1965年由紐曼求出。 雙星黑洞 與其他恒星一塊形成雙星的黑洞。 特點編輯轉(zhuǎn)動且?guī)щ姾傻暮诙?,叫做克?-紐曼黑洞。這種結(jié)構(gòu)的黑洞視界和無限紅移面會分開,而且視界會分為兩個(外視界r+和內(nèi)視界r-),無限紅移面也會分裂為兩個(rs+和rs-) 。外視界和無限紅移面之間的區(qū)域叫做能層,有能量儲存在那里。越過外無限紅移面的物體仍有可能逃離黑洞,這是因為能層還不是單向膜區(qū)。 r±=M±√(M^2-a^2-Q^2) rs±=M±√(M^2-a^2cos^2·θ-Q^2) r±=GM/c^2±√[(GM/c^2)^2-(J/Mc)^2-GQ^2/c^4] (其中,M、J、Q分別代表黑洞的總質(zhì)量、總角動量和總電荷。a=J/Mc為單位質(zhì)量角動量) 單向膜區(qū)內(nèi),r為時間,t是空間。穿過外視界進入單向膜區(qū)得物體,將只能向前,穿過內(nèi)視界進入黑洞內(nèi)部。內(nèi)視界以里的區(qū)域不是單向膜區(qū),那里有一個“奇環(huán)”,也就是時間終止的地方。物體可以在內(nèi)視界內(nèi)自由運動,由于奇環(huán)產(chǎn)生斥力,物體不會撞上奇環(huán),不過,奇環(huán)附近有一個極為有趣的時空區(qū),在那里存在“閉合類時線”,沿這種時空曲線運動的物體可以不斷地回到自己的過去。 |
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