白洞真的存在嗎?科學家:我們可能已經發現了一個白洞存在的證據

魅力科學君 發佈 2024-03-05T10:46:33.951186+00:00

1915年,愛因斯坦提出了大名鼎鼎的《廣義相對論》,該理論認為,有質量的物體會造成其周圍時空發生彎曲,在1916年的時候,物理學家卡爾·史瓦西計算出了愛因斯坦場方程的一個真空解,這個解表明,假如一個具有一定質量的球對稱星體的自然半徑小於一個特定的值,那麼它就會將周圍的時空彎曲到極

1915年,愛因斯坦提出了大名鼎鼎的《廣義相對論》,該理論認為,有質量的物體會造成其周圍時空發生彎曲,在1916年的時候,物理學家卡爾·史瓦西計算出了愛因斯坦場方程的一個真空解,這個解表明,假如一個具有一定質量的球對稱星體的自然半徑小於一個特定的值,那麼它就會將周圍的時空彎曲到極致,進而形成一個完全封閉的時空區域。

這種「完全封閉的時空區域」後來就被稱為黑洞,根據科學家的推測,黑洞的中心位置是一個體積無限小、密度無限大的「奇點」,而其表面則被稱為「事件視界」,從理論上來講,任何物質一旦進入黑洞的「事件視界」,就再也無法從其中逃逸出來,連光也不例外。

在過去的很長一段時間裡,黑洞都只是一種通過理論推測出來的假想天體,直到2019年,科學家首次直接拍攝到了位於M87星系中心的一個超大質量黑洞的「吸積盤」所呈現出來的模糊圖像,我們才正式確定了黑洞是一種在宇宙中真實存在的天體。

或許你不知道的是,根據《廣義相對論》,還可以推測出一種與黑洞的性質截然相反的天體——白洞。

從理論上來講,白洞也是一個完全封閉的時空區域,它也有一個「事件視界」,但與黑洞相反的是,白洞的「事件視界」會阻止包括光在內的任何物質進入其內部,並且它還會將其內部的物質和能量向外釋放。

我們可以簡單地理解為,如果說黑洞是「只進不出」的話,那白洞就是「只出不進」。那麼問題就來了,像白洞這種奇異的天體,在宇宙中真的存在嗎?有意思的是,在對一起異常的「伽馬射線暴」爆發事件進行深入研究之後,科學家認為,我們可能已經發現了一個白洞存在的證據。

該「伽馬射線暴」最初於2006年發現,隨後被命名為「GRB 060614」,其發射源在天空中位於印第安座方向,距離我們大約16億光年,它的異常之處在於:它是一起沒有伴隨「超新星爆發」的「長伽馬射線暴」事件。

這裡需要簡單科普一下,「伽馬射線暴」是宇宙中的一種伽馬射線集中釋放的超高能現象,根據持續時間的長短,它們可以分為「長伽馬射線暴」和「短伽馬射線暴」,其時間分界線大約為2秒。

根據已知的宇宙規律,「長伽馬射線暴」起源於大質量恆星在其核心反應區的「燃料」耗盡之後發生的猛烈爆炸,這也被稱為「超新星爆發」,而「短伽馬射線暴」則起源於黑洞或中子星的碰撞與合併。

觀測數據表明,「GRB 060614」的持續時間達到了102秒,這明顯是屬於「長伽馬射線暴」,所以科學家理所當然地認為,在它的發射源所在的區域,有一顆大質量恆星發生了「超新星爆發」。

要知道「超新星爆發」被稱為已發宇宙中最猛烈的爆炸,其強烈的光芒可以在短時間內與整個星系媲美,這很容易觀測得到。

然而科學家卻沒有在該區域中觀測到想像中的「超新星爆發」,在後續的觀測工作中,科學家也沒有發現恆星爆炸後形成的「超新星遺蹟」,除此之外,科學家還發現,「GRB 060614」也沒有「超新星爆發」時出現的「光譜滯後」現象(即不同能量的伽瑪射線之間有一定的時間延遲),並且其釋放出的伽馬射線的能譜也與「超新星爆發」的典型值大相逕庭。

也就是說,「GRB 060614」並不是起源於「超新星爆發」,但從持續時間來看,它更不可能起源於黑洞或中子星的碰撞與合併,那它起源於什麼呢?

科學家推測,它可能起源於一個白洞,當白洞內的超密態物質向外噴射時,會與周圍的物質發生猛烈碰撞並釋放出巨大的能量,進而產生了像「GRB 060614」這樣的「伽馬射線暴」。

但問題是,如果「GRB 060614」真的是一個白洞存在的證據,那這個白洞又是怎麼來的呢?它為什麼不會持續地存在呢?對此,科學家也只能進行一些合理的猜測,比如說有一種理論認為,這樣的白洞可能是由某種量子效應導致的「時空泡沫」,而它是不穩定的,很可能在短時間之內就會崩潰,然後消失。

需要指出的是,「GRB 060614」只能說是白洞存在的疑似證據,實際上,到目前為止,我們還不能確定白洞是否真的存在。期待在未來的研究中,科學家能夠進一步對「GRB 060614」進行探索和驗證,進而解開其中的奧秘。


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