宇宙中神秘的伽马射线爆发和白洞之谜:窥探通向其他世界的窗口

本质珺 2023-06-15 18:25:18

相对论普遍理论(爱因斯坦的一项成果)最早揭示了黑洞的存在,它是一片空间区域,聚集了如此巨大的能量和物质,以至于连光线都无法逃脱。直到今天,它们只存在于爱因斯坦理论的方程解中。数十年来,黑洞通过引力对物质(从气体到光子)的影响而暴露了它们的存在。所有观测的巅峰是对黑洞的直接拍摄。但在宇宙学中,也存在与之相反的对象,它们只存在于理论中。

白洞

在1960年代,理论物理学家伊戈尔·诺维科夫决定,在宇宙中应该存在与黑洞相反的物体。他基于相同的爱因斯坦相对论理论。如果能量和物质系统穿越时空织物移动,我们无法确定它是在过去还是在未来移动。因为相对论在时间上是对称的,所以在两种情况下,对象相互作用、加速并遵循相同的规律。

在黑洞事件视界外部和内部,空间以完全相同的方式行为。如果将其颠倒过来,使内部事件视界的每个点(包括奇点)对应到外部事件视界的点,时空将表现相同。只是一切都会互换位置:原本在外部的现在在内部,反之亦然。现在,我们可以将这个洞称为白洞。

普遍认为,一切进入黑洞的物质都会进入它的中心奇点。奇点本身可以同时是所有物质进入和离开的点。它既是物质的终结,也是它的起源。从所有物质起源的地方,就有白洞存在。逻辑上可以认为,它是黑洞的反面。在黑洞的中心奇点的另一侧,每一次都会产生新的宇宙。也许我们就是从前一个宇宙中形成的白洞而来的呢?

宇宙母亲

遗憾的是,我们目前不知道黑洞事件视界之外发生了什么,因此无法证明白洞的物理存在。而且可能在大爆炸之后,刚刚出现的白洞就灭亡了。毕竟,它们是不稳定的。随着它们所形成的物质的增加,引力力量也会增强,最终将物体坍缩成黑洞。

根据现代宇宙学理论,宇宙中的宇宙没有不带白洞的诞生。其中一个提出膨胀理论的物理学家艾伦·古斯计算出在一个宇宙内诞生另一个全新的宇宙的模型。根据这个模型,奇点开始爆发并快速膨胀(膨胀过程),从白洞开始,这压缩了时空。随着白洞的增长,它与母宇宙分离,留下黑洞取而代之。

许多科学家认为白洞可能是类星体。在2011年,什洛莫海勒和阿隆·雷特提出它们在宇宙中是自发产生的,并在释放其全部能量后灭亡。他们将其视为存在时间极短的窗户,只存在几分钟。预测它们何时何地出现是完全不可能的。根据科学家的观点,最适合扮演这一角色的是伽马射线暴,它们是最强大的爆炸,释放出高能粒子。

蒸发后的暗物质

例如,在2006年,位于印第安人座的距离我们200亿光年远的地方,观测到了一个奇怪的伽马射线暴GRB 060614。首先,它持续了整整102秒。其次,附近没有发现任何可能产生它的超新星。什洛和雷特推测这可能是一个白洞。

其他物理学家弗朗西斯维多托和查尔斯·罗维利认为白洞可能构成了超过一半的暗物质。这涉及到一位天体物理学家简麦克德莫特的30年理论,他们对其进行了修改。根据他的理论,暗物质是在黑洞蒸发后剩余下来的。维多托和罗维利补充说,这些就是白洞。这里讨论的是在大爆炸之后出现的那些黑洞。所以在整个宇宙的存在期间,它们逐渐释放出叫作霍金辐射的物质。

当它们达到普朗克长度(10^(-35)米)时,它们就变成了白洞。微观白洞可能是稳定的,因为在微观尺度上,量子过程占据主导地位而不是引力。暗物质聚集在星系中,占据了宇宙的近四分之一。它不发射任何辐射,不显现自身。它只通过引力与普通物质发生相互作用。

0 阅读:34

本质珺

简介:每天一个小科普,带你涨行市