与黑洞相反的特殊天体 —— 白洞是有可能存在的吗?

黑洞是广义相对论的一个预言。如果你把一颗巨大恒星的质量(比如说太阳质量的100倍)输入爱因斯坦的理论，你将看到当这个恒星核聚变能量耗尽时，它会开始向内坍缩，而这颗正在坍缩的恒星表面的重力场会变得非常巨大，以至于包括光在内的任何东西都逃不开它。

爱因斯坦方程的有趣之处在于它表明所有东西都会掉落到一个点。这个点没有体积，因此它的密度是无穷大的。因为它有无限的性质，我们称它为奇点.我们无法对进入它的物质做任何进一步的预测,也许我们真的是因为想象力不够，所以难以理解这样的奇点，但物理学家们普遍认为这想法太荒诞了，以致表明我们正在研究的理论并不十分完美。

所以，爱因斯坦的理论并没有说有某种情况下黑洞会停止吸收物质。正相反，黑洞会永远持续吸收物质。（霍金提出，物质实际上可以通过量子效应从黑洞中逃逸，因此黑洞是有可能蒸发的，但那需要很长很长很长的时间）

黑洞的反义词是白洞。白洞从一个奇点中发出物质和光。它是黑洞的时间反转。大多数物理理论都有一个奇怪的特点，那就是它们与时间的方向无关。所以如果你把一个解录下来，倒着播放，你会得到另一个解。尽管根据广义相对论，黑洞和白洞都是可能出现的，但它们之间仍有一个至关重要的区别。为了证明这一点，我们不妨建立一个理论：质量是高度的50倍。这个理论预测到：一个身高1米的人体重50千克（这可真不是个好的预测）。这就像预测黑洞一样，我们已经进行了真实的测量，最终计算出了一个人的重量。然而，我们的假设理论允许一个人有10米高和500公斤高的可能性，但实际上并没有对此做出预测。这就像白洞，理论上允许白洞的存在，但我们到目前为止还没有找到宇宙中有任何可以让白洞存在的情景。

然而，天体物理学家为了克服各种各样的问题，经常假设存在白洞。有个想法是，每存在一个一直吸收物质的黑洞，就有一个一直释放物质的白洞与之对应，这个想法的纯粹对称性很吸引人。然而理论上和实际上都没有任何证据可以证明这一点。事实上，白洞的存在很难用符合热力学第二定律的理论来解释。问题在于，在一个白洞里能有多少熵。

熵是衡量一个系统中无序程度的指标。我们对这个概念从直觉上就可以有很好的理解。比如说，七巧板在盒子里时比拼好时更混乱，打碎的啤酒杯比盛满酒放在桌上的时候更混乱。科学家已经能够用数学方法来描述熵(同理，“能量”在日常生活中也有着模糊的含义，但物理学家可以计算出来）。一个白洞会释放很多光子，光子是高度有组织的能源的包，所以有很低的混乱度，也就是有很低的熵。如果我们去计算一个白洞的熵，它确实像我们所发现的，非常低。

热力学第二定律表明，对于一个封闭系统，熵随时间增加。这并不是说我们周围只有混乱程度升高的情况，很显然你可以想到很多有序程度升高的例子（比如你把七巧板从盒子里拿出来拼好，你就增加了它的有序程度）。然而，根据热力学第二定律，只要有序程度增加，在其他地方一定有更大的无序程度增加。所以在一个“封闭系统”中，如果一个主体与外界没有“熵的交流”，它的熵就一定会增加。如果你能想到一个合适的系统，热力学第二定律似乎很直观，例如，气体分子不是整齐地排列而是分散开的。在七巧板的例子里，人在把七巧板摆放整齐的过程中产生了热量，这就可以解释总熵的增加。热量是最无组织的能量形式，人们燃烧“有序”的食物分子并产生热量来拼七巧板。因此，拼图的低熵实际上最终来自太阳的光子。既然热力学第二定律说宇宙一直处于熵增加状态，白洞又怎么可能形成呢？

所以，虽然一个白洞可以解释黑洞的质量到哪去了，但它不能解释黑洞的高熵到哪去了。很多科学家怀疑宇宙中不存在白洞。当然，也有些人仍然不相信黑洞存在，还有更多的人认为我们没有完全正确地理解黑洞。虽然黑洞确实有可能通过某种方式像白洞那样爆炸，但我们还是不知道它能不能爆炸，会不会爆炸，以及如果会的话，在什么情况下会爆炸。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Sally Riordan- physlink

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

翻译：天文志愿文章组-乾惺

审核：天文志愿文章组-汝以姑娘

排版：零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.physlink.com/education/askexperts/ae510.cfm

本文由天文志愿文章组-乾惺翻译自的Sally Riordan, M.A., Strategy Consultant, London作品，如有相关内容侵权，请于三十日以内联系运营者删除。

注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。

结束，感谢您的阅读与关注

全文排版：天文在线（零度星系）

转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处