什么是白洞 白洞的定义和原理

　　白洞目前还仅是一种理论模型,但尚未被观测所证实。按照白洞理论,白洞和黑洞相似,也有一个封闭的边界，那么具体的白洞定义是什么呢?下面是小编为大家整理的白洞的定义和原理，希望你会喜欢!

　　白洞定义

　　白洞是一个强引力源，其外部引力性质均与黑洞相同，白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞理论主要可用来解释一些高能天体现象。

　　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。

　　广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型，但尚未被观测所证实。按照白洞理论，白洞和黑洞相似，也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动。因此这种天体外面的物质不能进入。

　　根据白洞理论，有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞，从而释放出巨大能量。由此推断，有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象，可能会与白洞的这种效应有关。白洞的力是排斥力与黑洞的吸引力相反的力。

　　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γ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(10000000000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。

　　在量子力学中，黑洞发出霍金辐射，因此可以通过辐射气体达到热平衡(不是强制性的)。由于热平衡态是时间反转不变量，Stephen Hawking认为热平衡黑洞的时间反转仍然是热平衡中的黑洞，这可能意味着黑洞和白洞是同一物体。从一个普通的黑洞发出的霍金辐射可以通过白洞的辐射得到确认。

　　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》)。

　　白洞的形成之谜

　　关于白洞是怎样形成的，当前科学家们持有两种不同的见解。

　　一种得到多数天文学家赞同的观点认为，当宇宙诞生的那一时刻，即当宇宙由原初极高密度、极高温度状态开始大爆炸时，由于爆炸的不完全和不均匀，可能会遗留下一些超高密度的物质暂时尚未爆炸，而是要再等待一定的时间以后才开始膨胀和爆炸，这些遗留下来的致密物质即成为新的局部膨胀的核心，也就是白洞。

　　有些致密物质核心的爆炸时间已经延迟了大约100亿年或200亿年(这要看宇宙的年龄是100亿年还是200亿年，而宇宙年龄当前也是一个未解之谜)。它们的爆炸，就导致了我们今天所观测到的宇宙中各种高能天体物理现象。为此，白洞又有“延迟核”之称。按照延迟核理论，100亿或200亿年之前，我们的宇宙就是一个巨大的白洞。

　　除了延迟核理论之外，另一种观点认为，白洞可直接由黑洞转变过来，白洞中的超高密度物质是由引力坍缩形成黑洞时获得的。

　　传统的黑洞理论认为，黑洞只有绝对的吸引而不向外界发射任何物质和辐射。70年代，有一位卓越的英国天体物理学家霍金，根据广义相对论和量子力学理论，对黑洞作了进一步的研究，并对传统的黑洞理论作了重大的修正。霍金对黑洞的见解轰动了科学界，他因此获得了 1978年的爱因斯坦奖金。

　　霍金认为，黑洞具有一定的温度，会以类似于热辐射的方式稳定地向外发射各种粒子，这就是所谓的“自发蒸发”。黑洞的蒸发速度与黑洞的质量有关，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发得越慢;反之，质量越小的黑洞，温度越高，蒸发得越快。譬如，质量与太阳相当的一个黑洞，约需1066年才能够完全蒸发完，而一些原生小黑洞，却能在10-23秒之内蒸发得一干二净。

　　黑洞的蒸发使黑洞的质量减小，从而使黑洞的温度升高，这样又促使自发蒸发进一步加剧。这种过程继续下去，黑洞的蒸发便会越演越烈，最后以一种“反坍缩”式的猛烈爆发而告终。这个过程正好就是不断向外喷射物质的白洞了。

　　当前，这种白洞是由黑洞直接转变过来的观点，也越来越引起各国科学家们的关注。

　　由于白洞概念提出之后，用它可以解释一些高能天体物理现象，所以引起了不少天文学家对白洞的兴趣，继而他们也对白洞问题作了一些探讨和研究。

　　尽管如此，科学家们对白洞的兴趣还远远比不上像对黑洞的兴趣那样浓，对白洞的研究工作也远远比不上像对黑洞的研究那样广泛和深入 ，并且在观测证认工作方面，也不像黑洞那样取得了很大的进展。

　　总而言之，白洞学说当前还只是一种科学假说，宇宙中是否真的存在白洞这种天体?白洞是怎样形成的?我们的宇宙在它诞生之前是否就是一个白洞?等等，有关白洞的这一系列问题，还都是等待人们去揭开的宇宙之谜。