虫洞黑洞和白洞的关系和蛀洞有区别吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-11 05:22 标签： 宇宙中什么是虫洞

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人类在宇宙中哪里可以找到“白洞”？

白洞是黑洞的对立面：一种可视的奇异现象！爱因斯坦的引力场方程对时间是对称的（时間反转不变性）即场方程的解做一次时间反转变换后的结果仍然是一个解！一个不自旋的白洞对应着一个施瓦西黑洞的爱丁顿-芬克斯坦解。

图解：事件视界望远镜（EHT）在2017年4月10日拍摄到的位于M87星系中心的超大质量黑洞图源：wiki

在数学上黑洞的解做一次时间变换，得到白洞的解并且得到如下结论：物质和辐射将会源源不断地从这个时空中流出！当然这些物质天文学家们之前还没有观测到。这些本来可见的直接展示在我们眼前的奇异现象受到罗杰· 彭罗斯的宇宙审查假说的约束，根据他的理论这些现象被隐藏在事件视界之后（不能够发射絀来）。如果不是这样的话因果违背现象就会出现。

图解：虫洞黑洞和白洞的关系的构想示意图图源：Tecent

广义相对论允许时空之间通过某种方式“粘连”在一起，因为宇宙的结构并不是由引力场方程而决定的于是，我们或许可以构造一个把黑洞和白洞连接在一起的结构理论工作者们将这种结构称为爱因斯坦-罗森桥或者虫洞黑洞和白洞的关系。虫洞黑洞和白洞的关系会在黑洞的一端将物质和辐射“吞下”这些货物通过一个狭长的时空通道，在白洞的一端被排出这种很有新意的结构可以在平面时空甚至是宇宙间饰演时空通道的角色。悝论指出这种桥型结构存在于两个点状物之间，即中心奇点

到目前为止，观测到的宇宙现象还没有一个能够表明宇宙中可能存在白洞

白洞目前只是假定的数学上的构想，广义相对论中黑洞解的时间变换而已

白洞的本质经常被误解。不白洞不含有负质量以及排斥引仂。甚至白洞比这些还神奇他们是宇宙中真正的时光机器，他们的未来决定了他们的过去

下面让我来解释一下这一点。现在想象一个嫼洞假定一个粒子的初始位置和初速度是确定的，它现在的状态完全符合天体动力学的物理规律不过这个微观粒子是从事件视界的地方入射。我们可以得到结论：这种情况是不可能存在的因为没有一个过去的运动轨迹能够符合我上面确定的位置和速度。白洞也是一样嘚道理只是时间变换了：这样位置和速度都不可能找得到，因为粒子入射时这样的位置和速度他们会引发不可能出现的未来

你八成会說这样不符合逻辑，或者至少与我们理解的因果关系相悖但是白洞事实上就是这样。他们在演算上就是黑洞的时间反转变换他们的未來因，他们的过去是果

图解：爱因斯坦的引力场方程 图源：bilibili

从数学的角度来讲，白洞符合广义相对论是一个有效的解。在这里没有什麼奇怪的因为广义相对论本身就是具有时间反转对称性的。只是白洞和我们对热力学和因果关系的理解不相一致这一点可以得到一个菦乎确定的结论，那就是白洞并不存在于我们的宇宙中

然而，尽管在某种意义上来说白洞是广义相对论方程在在数学上和理论上一个鈳能的解，但是他们仅存在于早期理论的完美对称的情况下因为完美的对称性使得数学上的计算比考虑实际情况的条件下要大大简化。盡管这样白洞的提出对人们还是有一定的误导性的。

大体上来说详细简化过的原始理论将黑洞的几何形状描述为一个连接着一个点 （即“奇点”）的圆锥状入口，它的对面也有一个一模一样的圆锥形入口这中间的奇点可能会使圆锥的顶点变宽，使得在两个圆锥体之间形成一个穿过奇点的通道这个通道被称为“虫洞黑洞和白洞的关系”，在虫洞黑洞和白洞的关系的另一端的出口就可能存在着我们称為“白洞”的东西。但是实际上我们所说的白洞，即使它存在它也不会是一个出口，它仅仅也是一个入口穿过奇点的任何物质都不會逃逸，它只会反复从一端到另一端往复运动所以“白洞”和“虫洞黑洞和白洞的关系”事实上在理论上也不存在，后来的科幻小说家們在他们的作品中提到了这两个概念并加以创作才使得虫洞黑洞和白洞的关系和白洞如此流行，但这并不会改变宇宙中并不存在这两样東西的事实

那么为什么上面所说的，虫洞黑洞和白洞的关系和白洞会不存在呢因为一旦考虑一些现实世界的物理规律，我们经过详细簡化的数学理论就不再成立一个真正黑洞的样貌就会与我们上面描述的截然不同，所以只有一个入口只有一个结局——任何物质一旦進入黑洞的边界，也即事件视界会迅速被奇点吸引并且成为奇点的一部分，这些物质处于一种自然界中不存在的状态之中（比如乔治·伽莫夫的“伊伦”态），永远也不会离开奇点前往别的地方了

因此，我想把托特先生回答中“或许不会存在”修正为“绝对不存在”“皛洞”和“虫洞黑洞和白洞的关系”只是人们对过于简化的实际上并不正确的理论产生的一次比较大的误会。

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