黑洞与白洞

黑洞与白洞 黑 洞 与 白 洞 西飞一中 2009届高一六班 刘 扶 毅 一、白洞 正与负、阴与阳、黑与白、天与地，万事万物是如此的和谐，宇宙间的一切 奥妙都穷尽于此。当黑洞吞食着一切物质的时候，白洞则将物质迸射而出。一张 一弛，这也许就是宇宙的本原。 在爱因斯坦的广义相对论中预言到了两种天体，一个是人们早已熟知的黑 洞，另一个则是人们比较陌生的白洞。20世纪60年代以来，由于空间探测技术在天文观测中的广泛应用，人们陆陆续续发现了许多黑洞性质的天体。如天鹅座 X--1星和御夫座e星的伴星就是两个典型的例子。众所周知，黑洞是一种极为 奇特的天体，它能够把包括光线在内的一切物质都吸入自己的体内，所以黑洞在 宇宙中是不会发光的，但是即使如此，天文学家们却依靠射电红外望远镜观测到 了它们，并大胆的假设黑洞是恒星衰亡后留下的残骸。 世上的万物都是具有双重性的，有黑洞就有白洞。依据广义相对论的预言， 白洞的一切性质都是与黑洞相反的，黑洞是“吸”，白洞是“吐”，因此，对于观 测白洞来说比观测黑 洞要容易得多。经过白 洞前的光线及一切物 质都会被白洞的强大 排斥力喷射出去，使其 改变原有的运动方向， 向着白洞对面运行。所 以我们可以认为白洞 是一种发光的物体，并 且是一种发光力极强 的物体。 我认为，现在困扰 天文学家的类星体就是白洞，因为类星体是一种与其他任何天体都不相联系的新天体，在巳知的天体 射电源中约有25％是类星体，它们有许多地方使人震惊。一般的类星体比整个 星系小得多，有的甚至只有星系直径的十万分之一，可是又比星系亮得多。在一 般类星体的周围都会有物质喷射的现象，并且它们的射电源的一部分与一个光学 喷射体相重合，而射电源的尺度比较小，能量却极为巨大。在对类星体的光学研 究之后得出了一个惊人的信息，它们的光谱有巨大的红移，有的甚至达到了 0．367之巨。鉴于以上几点。这个在光学上像恒星，亮度惊人且变化迅速并有 着巨大的红移和发射线，但体积却很小的类星体就成了一个谜。 然而我却认为运用白洞的知识来解释类星体能够更好一些。我们可以假想一 幅图画：如果 自己就站在 白洞前面，根 据广义相对 论的定理，你 会看到一束 从远处射来 的光线被白 洞远远的喷 射出去，喷射 的光线多了， 自然白洞也 就越来越亮， 在宇宙中传 播的距离也 就越来越远，因为射电也是一种物质，所以白洞也就可以像喷射光线一样来喷射 射电了。白洞的体积有大有小，但大体上与恒星相同，这是它与黑洞仅有的几个 相同点之一。 如果不在特殊情况下，深处星系以及有光源的天体内部的白洞才能被很好的 观测到，这些迹象明，白洞很可能是类星体。爱因斯坦在广义相对论中阐明了 黑洞和白洞都是能量极大的天体，这与类星体的性质也是不谋而合的。几乎所有 的类星体的光谱都有巨大的红移，这是人们发现它的最大特点之一。 根据哈勃定理推算，最远的类星体达到200亿光年！也就是说，如果类星体 是白洞的话，很有可能白洞就处在宇宙的边缘。如果是这样，有的类星体距离我 们却只有30亿光年，这难道不矛盾吗？我认为宇宙并不是完完整整的圆形“气 球”而是犹如一个在太空中漂浮的小水滴一样表面凹凸不平，以至干产生了处在 宇宙不同边缘的、距离我们较近或较远的白洞。 也许正是宇宙间黑洞与白洞之间的这一“吸”一“吐”，才使得我们的宇宙 能够平稳并和谐地发展下去。关于类星体的一些知识还是常常困扰着科学家们。 我想，“什么是白洞”这一科学问题终会随着天文学的不断发展而有一个较为科 学的解释。 二、黑洞 “黑洞”很容易让人望文生义 地想象成一个“大黑窟窿”，其实 不然。所谓“黑洞”，就是这样一 种天体：它的引力场是如此之强， 就连光也不能逃脱出来。 根据广义相对论，引力场将使 时空弯曲。当恒星的体积很大时， 它的引力场对时空几乎没什么影 响，从恒星表面上某一点发的光可 以朝任何方向沿直线射出。而恒星 的半径越小，它对周围的时空弯曲 作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表 面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像 宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真 正是“隐形”的。 那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也 是由恒星演化而来的。我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。 当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的 能量已经不多了。这 样，它再也没有足够 的力量来承担起外 壳巨大的重量。所以 在外壳的重压之下， 核心开始坍缩，直到 最后形成体积小、密 度大的星体，重新有 能力与压力平衡。质 量小一些的恒星主 要演化成白矮星，质 量比较大的恒星则 有可能形成中子星。 而根据科学家的计 算，中子星的总质量 不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而 引发另一次大坍缩。 这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一 个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史 瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射 出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 ： 宇宙是无限的,很多未解之迷正等待我们去发现,而黑洞和白洞无疑是宇宙中最为神秘的天体,所以我们要多加努力用科学和技术去阐述,去发现宇宙的奥秘,为人类开发宇宙作出自己应有的贡献。