黑洞与白洞

Question

如题所述

Answer 1

质量产生引力，引力的大小与物体的半径成平方反比。黑洞是大质量天体演化到末期时，发生超新星爆发后，其恒星核心被继续压缩，直到其半径缩小到表面脱离速度（该恒星核心的第一宇宙速度）达到光速，使其发出的光也无法离开其表面时，这个天体就看不到了，一个黑洞就诞生了。这是黑洞的牛顿解释。按照这个解释，任何物体，当它的半径缩小到一定程度时，其引力都可以使光线无法脱离其表面，都可以成为一个黑洞。这个半径叫史瓦西半径，其大小为：r=2GM/C^2。式中：r为史瓦西半径，G为万有引力常数，M为质量，C为光速。
按照这个公式，当地球半径缩小到大约9毫米时，就会成为一个黑洞。而太阳的史瓦西半径大约是3公里。
按照爱因斯坦的广义相对论，质量可以使其附近的时空变形，质量越大，变形越严重。当一个大质量天体造成的空间变形使其周围的时空弯曲到回到其自身，即形成一个自我封闭的空间时，这个空间内的光线就无法离开了，外部进入的光线也无法脱离。此时，这个自我封闭的空间就是黑洞。即，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其表面逃脱的天体”。
到1980年代，科学家终于证明黑洞在宇宙中确实存在。
而白洞则完全是科学家通过理论计算出来的，还没有任何证据证明宇宙中存在白洞。科学家猜测，宇宙中可能存在另一类天体，这类天体的性质与黑洞完全相反。黑洞会吸收光线，吸收物质，就像是宇宙中的一个无底洞。而这类天体发射光线，发射物质，所以叫白洞。这个计算其实很简单。我们都有这样的经验，当解一个一元二次方程时，总会出现两个解，其中一个解符合实际，是合理的。而另一个解有可能与合理的那个解大小相同但符号相反。在工程学上，工程师会把这个解舍去。但科学家不一样，他们试图找出这个解的合理性，于是就猜测可能这个解也是合理的，这类天体也有可能存在。但直到今天，白洞仍然只存在于科学家的方程中。