廣義相對(duì)論預(yù)言了黑洞===-資料下載頁(yè)
2025-06-28 05:00本頁(yè)面
【正文】 比科學(xué)家們所擔(dān)心的簡(jiǎn)單得多。6 奇妙的白洞物理定律是時(shí)間對(duì)稱的。如果存在東西能落進(jìn)去而不能跑出來(lái)的，那就還應(yīng)該存在東西能跑出來(lái)而不能落進(jìn)去的，人們把這些天體叫做白洞。20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于空間探測(cè)技術(shù)在天文觀測(cè)中的廣泛應(yīng)用，人們陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多高能天體物理現(xiàn)象，例如宇宙 X射線爆發(fā)、γ射線爆發(fā)、超新星爆發(fā)、星系核的活動(dòng)和爆發(fā)以及類星體、脈沖星等等。這些高能天體物理現(xiàn)象用人們已知的物理學(xué)規(guī)律已經(jīng)無(wú)法解釋的。例如，類星體的體積與一般恒星相當(dāng)，而它的亮度卻比普通星系還亮。類星體這種個(gè)頭小、亮度大的獨(dú)特性質(zhì)，是人們從未見(jiàn)到過(guò)的，這就使科學(xué)家們想到類星體很可能是一種與人們已知的任何天體都遏然不同的天體。為了解釋類星體現(xiàn)象，科學(xué)家們提出了各種各樣的理論模型；蘇聯(lián)的諾維柯夫和以色列的尼也曼提出的白洞模型引起了人們廣泛的注意，白洞概念就這樣問(wèn)世了。白洞是廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種與黑洞相反的特殊天體；和黑洞類似，它也有一個(gè)封閉的邊界。聚集在白洞內(nèi)部的物質(zhì)，只可經(jīng)邊界向外運(yùn)動(dòng)而不能反向運(yùn)動(dòng)。因此，白洞可以向外部區(qū)域提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部區(qū)域的任何物質(zhì)和輻射。球狀白洞的幾何邊界也是以史瓦西半徑為半徑的球面，其外部時(shí)空由史瓦西度規(guī)描述。白洞是一個(gè)強(qiáng)引力源，其外部引力性質(zhì)與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質(zhì)吸積到邊界上形成物質(zhì)層，從而能解釋一些高能天體現(xiàn)象。諾維柯夫和尼也曼認(rèn)為，類星體的核心就可能是一個(gè)白洞；當(dāng)白洞內(nèi)中心奇點(diǎn)附近所聚集的超密態(tài)物質(zhì)向外噴射時(shí)，就會(huì)同它周圍的物質(zhì)發(fā)生猛烈碰撞，而釋放出巨大的能量。白洞內(nèi)物質(zhì)既然只出不進(jìn)，那么它里面的超高密態(tài)物質(zhì)最初是從那兒來(lái)的？一種觀點(diǎn)認(rèn)為，白洞可能是由黑洞來(lái)的。根據(jù)霍金的理論，由于黑洞的“自發(fā)蒸發(fā)”，質(zhì)量越大的黑洞溫度越低，蒸發(fā)得越慢；反之，質(zhì)量越小的黑洞溫度越高，蒸發(fā)得越快。這種過(guò)程繼續(xù)下去，黑洞的蒸發(fā)便會(huì)越演越烈，最后以一種“反坍縮”式的猛烈爆發(fā)而告終；這個(gè)黑洞就轉(zhuǎn)變成不斷向外噴射物質(zhì)的白洞。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，黑洞和白洞并不能存在于同一地點(diǎn)，白洞是由黑洞通過(guò)某種“隧道效應(yīng)”把物質(zhì)或能量輸送到遙遠(yuǎn)的（或另一個(gè)宇宙中的）白洞里去，從而使白洞成為拋射物質(zhì)或能量的源泉。從白洞內(nèi)部發(fā)射出來(lái)的物質(zhì)都具有很高的速度，而被白洞吸引到其邊界上的物質(zhì)也具有很高的速度。不難想象，這進(jìn)進(jìn)出出，又都是高速度，它們?cè)诎锥催吔缟系呐鲎苍撚卸嗝疵土?。隨著猛烈的碰撞，必然就會(huì)有異常巨大的能量釋放出來(lái)。假若類星體或活動(dòng)星系核的中心有大質(zhì)量白洞存在的話，那么，它們所釋放的巨大能量，就可以看成是白洞向外噴射物與其邊界上吸積物相互作用的結(jié)果。利用白洞模型除能解釋宇宙中的類星體、射電爆等一些高能現(xiàn)象外，還極為成功地解釋宇宙微波背景輻射能譜。但至今為止，白洞還只是一種假想的天體，宇宙中是否存在著白洞，還有待于科學(xué)家們尋找更新的證據(jù)。相對(duì)論的建立，深刻地揭示出時(shí)間、空間、物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性，從而改變了人們所習(xí)慣的關(guān)于時(shí)間和空間的傳統(tǒng)看法即絕對(duì)時(shí)空觀，并為辯證唯物主義的時(shí)空觀提供了充分的科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，相對(duì)論作為人們探索自然奧秘的強(qiáng)有力的理論武器，不僅為物理學(xué)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的方向，而且為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了牢固的基礎(chǔ)。因此，無(wú)論在科學(xué)上還是在哲學(xué)世界觀與方法論上，無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐上，相對(duì)論都具有極其重要的意義。人們普遍認(rèn)為，愛(ài)因斯坦在20世紀(jì)科學(xué)史上占據(jù)著至高無(wú)上的地位。愛(ài)因斯坦的物理發(fā)現(xiàn)的壓倒一切的重要性和他在科學(xué)史中獨(dú)一無(wú)二的地位是無(wú)可爭(zhēng)辯的。著名的物理學(xué)家朗之萬(wàn)（Langevin Paul，1872～1946）在評(píng)價(jià)愛(ài)因斯坦時(shí)說(shuō)：“在我們這一時(shí)代的物理學(xué)家中，愛(ài)因斯坦的地位將在最前列。他現(xiàn)在是并且將來(lái)也還是人類宇宙中有頭等光輝的一顆巨星。很難說(shuō)他是否同牛頓一樣偉大，或者是比牛頓更偉大，不過(guò)，可以肯定地說(shuō)，他的偉大是可以同牛頓比擬的。按我的意思，他也許比牛頓更偉大一些，因?yàn)樗麑?duì)于科學(xué)的貢獻(xiàn)更深入到人類思想基本概念的結(jié)構(gòu)中?！?
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