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黑洞到底是什么(白洞与黑洞)( 三 )


所有这些都为黑洞在其一生中的演化提供了一个有吸引力的故事 。黑洞内部没有奇点 ， 也没有时间空终结的地方 。从外面看 ， 黑洞不是永恒的 。相反 ， 在某个时间点 ， 黑洞会变成白洞 ， 任何落入其中的东西都会逃逸 。这个情节理论上很美 。这是否意味着天空空真的充满了白洞？如果有 ， 我们能看看吗？
白洞在哪里？
这个问题的答案取决于宇宙中一些我们还没有完全了解的东西 。我们在天空中看到的大部分黑洞空都是恒星坍缩形成的 。这些黑洞太年轻 ， 质量太大 ， 不可能是现在的白洞——黑洞越大 ， 寿命越长 。然而 ， 在大爆炸后不久的早期宇宙中 ， 有可能形成更小的黑洞 。这些原始黑洞可能已经或正在通过隧穿变成白洞 。但具体有多少 ， 我们无法确切估计 。
不确定性的另一个来源是黑洞的寿命 。经典黑洞理论认为黑洞是永恒的 。然而 ， 在考虑了黑洞事件视界附近的量子效应(正负粒子的产生和湮灭)后 ， 霍金认为黑洞会被霍金辐射蒸发 ， 这赋予了它们一生的时间 。现在 ， 黑洞可以通过“量子隧道效应”变成白洞 ， 这赋予了它们一生的时间 。因此 ， 黑洞的寿命是不确定的 。
如果黑洞的寿命很长 ， 那么只有小的原始黑洞已经成为或正在成为白洞 。这意味着 ， 目前 ， 天空中大多数白洞空的尺寸应该是最小的 。最小的白洞尺寸是普朗克尺寸 ， 也就是1微克左右 ， 相当于一根1厘米长头发的重量 。
这是一个有趣的可能性 ， 因为这种大小的白洞可以相对稳定 ， 它们可能是天文学家在天空中(间接)探测到的神秘暗物质的一部分空 。目前 ， 大多数关于暗物质的其他假设都需要修改现有的物理定律 。比如一些新的理论预言了一种叫做“超对称粒子”的新粒子的存在 ， 这种粒子是暗物质粒子的候选粒子 ， 但是这些粒子在实验中并没有被探测到 ， 所以这些理论是有问题的 。
但是 ， 如果我们假设暗物质是由小黑洞组成的(它们已经是或者正在成为白洞) ， 我们就不需要在已经建立的物理大楼上增加任何东西 ， 它们也符合物理学家所要求的暗物质的奇特性质 。如果这是正确的 ， 那么我们实际上已经观察到了白洞:它们是暗物质！
另一种可能是 ， 如果黑洞的寿命很短 ， 那么今天正在经历隧道效应的原始黑洞应该具有小行星的质量 ， 可能会剧烈爆炸 ， 将其大部分质量转化为辐射 。这种事件应该会发射出能量极高的宇宙射线和短暂而强烈的无线电波信号 。后者尤为有趣 ， 因为类似的信号也曾被探测到:射电望远镜探测到的神秘快速射电爆发是 。在这种可能性中 ， 我们可能已经看到了白洞 。
如果我们找到了天空中存在白洞的证据空 ， 我们对宇宙的认识将又前进了一大步 。它们可以代表量子引力在宇宙中起作用的第一个直接观测证据 ， 为理解物理学中最大的问题——时间空量子化问题打开了一扇窗 。
【黑洞到底是什么(白洞与黑洞)】最后 ， 一个非常合理的猜测是 ， 我们的宇宙可能不是在大爆炸中诞生的 ， 而是从之前的坍缩阶段反弹回来的 。圈量子引力和其他量子引力理论都允许这种可能性 。宇宙反弹的量子机制类似于黑洞转白洞 。


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