白洞（white hole）

理論上預言的一種天體。其性質與黑洞正相反。白洞有一個封閉的邊界。與黑洞不同的是，白洞內部的物質（包括輻射）可以經過邊界發射到外面去，而邊界外的物質卻不能落到白洞裡面來。因此，白洞像一個噴泉，不斷向外噴射物質（能量）。白洞學說在天文學上主要用來解釋一些高能現象。白洞是否存在，尚無觀測證據。有人認為，白洞並不存在。因為，白洞外部的時空性質與黑洞一樣，白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。只要有足夠多的物質，引力坍縮就會發生，導致形成黑洞。另外，按照目前的理論，大品質恆星演化到晚期可能經坍縮而形成黑洞；但並不知道有什麼過程會導致形成白洞。如果白洞存在，則可能是宇宙大爆炸時殘留下來的。

【白洞是什麼】

簡單來說,白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞，進入黑洞的物質，最後應會從白洞出來，出現在另外一個宇宙。由於具有和“黑”洞完全相反的性質，所以叫做“白”洞。它有一個封閉的邊界。聚集在白洞內部的物質，只可以向外運動，而不能向內部運動。因此，白洞可以向外部區域提供物質和能量，但不能吸收外部區域的任何物質和輻射。白洞是一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。白洞學說主要用來解釋一些高能天體現象。目前天文學家還沒有實際找到白洞,還只是個理論上的名詞. 在了解白洞前先簡略介紹黑洞：

【白洞概念的提出過程】

黑洞作為一個發展終極,必然引致另一個終極,就是白洞.其實膨脹的大爆發宇宙論中,早就碰到了原初火球的奇點問題,這個問題其實一直困擾著科學家們.這個奇點的最大品質與密度和黑洞的奇點是相似的,但他們的活動機制卻恰恰相反.高能量超密物質的發現,顯示黑洞存在的可能,自然也顯示白洞存在的可能.如果宇宙物質按不同的路徑和時間走到終極,那麼也可能按不同的時間和路徑從原始出發,亦即在大爆發之初的大白洞發生後,仍可能出現小爆發小白洞.而且,流入黑洞的物質命運究竟如何呢 是永遠累積在無窮小的奇點中,直到宇宙毀滅,還是在另一個宇宙湧出呢？

20世紀60年代以來, 由於空間探測技術在天文觀測中的廣泛應用，人們陸陸續續發現了許多高能天體物理現象，例如宇宙X射線爆發、宇宙γ射線爆發、超新星爆發、星系核的活動和爆發以及類星體、脈衝星，等等。

這些高能天體物理現象用人們已知的物理學規律已經無法解釋。就拿類星體來說吧，類星體的體積與一般恆星相當，而它的亮度卻比普通星系還亮。類星體這種個頭小、亮度大的獨特性質，是人們從未見到過的，這就使科學家們想到類星體很可能是一種與人們已知的任何天體都迥然不同的天體。

如何解釋類星體現象呢？科學家們提出了各種各樣的理論模型。前蘇聯的諾維柯夫和以色列的尼也曼提出的白洞模型，引起了大家的注意。白洞概念就這樣問世了。

如果黑洞從有到無,那白洞就應從無到有。60年代的蘇聯科學家開始提出白洞的概念，科學家做了很多工作，但這概念不像黑洞這麼通行，看來白洞似乎更虛幻了。問題是我們已經對引力場較為熟悉，從恆星、星系演化為黑洞有數理可循，但白洞靠什麼來觸發，目前卻依然茫然無緒。無論如何宇宙至少觸發過一次，所以白洞的研究顯然與宇宙起源的研究更有密切的關係，因而白洞學說通常與宇宙學及結合起來。人們努力的方向不在於黑白洞相對的哲學辯論，而在於它的物理機制問題。從現有狀態去推求終末，總容易些，相反的從現有狀態去探索原始，難免茫無頭緒。

有人認為，類星體的核心就可能是一個白洞。當白洞內中心點附近所聚集的超密態物質向外噴射時，就會同它周圍的物質發生猛烈碰撞，而釋放出巨大的能量。因此，有些X射線、宇宙線、射電爆發、射電雙源等現象，可能與白洞的這種效應有關。白洞目前還只是一種理論模型，尚未被觀測所證實。

【白洞的起源以及爭論】

白洞學說出現已有一段時間，1970年捷爾明便提出它們存於類星體，劇烈活動的星系中的可能性。相對論和宇宙論學者早已明白此學說的可能性，只是這與一般正統的宇宙觀不同，較不易獲得承認。某些理論認為，由於宇宙物體的激烈運動，或者星系一部噴出的高能小物體，它們遵守著克卜勒軌道運動。這是一種高度理想化的推測，亦即一個地方有幾個白洞，在星系核心互相旋轉，偶然噴出滿天星斗。噴出的白洞演化成新星系。而從星系團的照片中可觀察到一系列的星系由物質連線起來。這顯示它們是由一連串劇烈噴射所形成的.照此來說,白洞可能會像阿米巴原蟲一樣分裂生殖,由分裂而形成星系。然而這又和目前的理論相違背。

從此看來，就是星系生成也有不同見解。有的天文學家便提出並接受宇宙之初便有不均勻物質的結塊，而其中便包含了白洞。宇宙向最初奇點收縮，星系、星系群都同一動作,這當然和黑洞的奇點相似。宇宙的不同區域，其密度皆不同，收縮時首先在高密度的地方，達到了黑洞的臨界密度，從此消失在事界之後，宇宙不斷收縮，使不斷出現高密奇點。宇宙成為大量黑洞及周圍物質的集合體。然而事實上，宇宙是膨脹而非收縮的,因此它是白洞而不是黑洞。在宇宙整體性源始的大奇點中存在著密度高的小質點，它們隨著膨脹向四面八方擴散，大白洞大量爆發生出小白洞。星系等不均勻物體，正是由它生成的。不均勻物體之所以易和黑洞拉上關係，皆是因為它和膨脹現狀相對稱的宇宙中區域性收縮的過程。目前宇宙中黑洞和白洞的存在是並行不悖的，是過程的兩個端點而已。黑洞奇點是物質末期塌縮的終點，白洞物質的奇點是星系的始端。只不過各過程不是同時，而是先後交錯的。

科學家們普遍認為，自從大爆炸以來，我們的宇宙在不斷膨脹，密度在不斷減少。因此，現在正在膨脹著的天體和氣體乃至整個宇宙，在200多億年以前，是被禁錮在一個“點”（流出奇點）上，原始大爆炸後，開始向外膨脹，當它們衝出“視界”的外面，就成為我們看得見的白洞。

與上述相反的一種觀點認為，由於原始大爆炸的不均勻性，一些尚未來得及爆炸的緻密核心可能遺留下來，它們被丟擲以後仍具有爆炸的趨勢，不過爆炸的時間推遲了，這些推遲爆發的核心——“延遲核”就是白洞。

也有人認為，白洞可能是黑洞“轉化”而來。就是說，當黑洞的坍縮到了“極限”，就會經過內部某種矛盾運動質變為膨脹狀態——反坍縮爆炸，這時它便由向內積吸能量，轉變為從中心向外輻射能量了。

最富吸引力的一種觀點認為，像宇宙中有正負粒子一樣，宇宙中也一定存在著與黑洞（負洞）相同，而性質相反的白洞（正洞）。它們對應地共生在某個宇宙膨脹泡的泡壁上，分屬兩個不同的宇宙。

由於我們的宇宙中存在著10萬多個黑洞，同樣也可能存在著數目相等的白洞。於是，在宇宙繼續膨脹過程中，白洞周圍一些品質稍許密集區域就變得更加密集；黑洞周圍的一些品質稍微稀薄的區域就變得更加空虛。這些大片空虛的區域就是

【白洞的噴發】

有關於白洞的資訊，目前並不多。所以我們對白洞的噴發並不十分了解。白洞的噴口的來歷並不清楚，一如大爆發原因不明。奈理卡在1975年論述了許多使天文學家感覺困擾的問題和白洞的數學連繫，這是相關重要的。在噴發中白洞存在的前提下。外部觀測者可以探測到藍移所致的不同輻射源的頻譜。大爆發的初期狀態所遵循的愛因斯坦宇宙論方程式同樣可施於探索星系規模膨脹系統的未爆核狀態，但奈理卡使用了方程式時結合了過程的物理項。白洞向外爆發的時間極短，這一瞬的過程當然很難說明，但白洞所產生的電磁輻射是可計算的。觀測到的爆炸光譜的最大特徵，是最初以高能輻射為主體，不久就顯示出低能輻射。

輻射若是由白洞產生,這現象就很自然了。輻射能愈高,藍移也愈大,所以最初可見光也都移到紫外區了.他還計算了銀河系中偶然的小規模爆發現象,說明了銀河內小白洞隨時爆發的可能性.例如短期間活動的銀河內X-ray,劇烈的最高能量最先到達,其後能量下降,整體按幕函式遞減在光譜中顯示出來.這和白洞理論計算是一致的.各X-ray之間,光譜不盡相同,不過這差異可從白洞對自己產生的電磁輻射產生畸變說明.因為白洞內產生的輻射可能有黑體輻射(微波以下噪音),自由—自由輻射(帶電粒子間相互作用產生),同步輻射(帶電粒子在強磁中通過而產生)等不同形態.人造衛星偶然觀測到的突發r射線,可以白洞影響說明;宇宙射線背景高能粒子的生成,也可以認定是白洞噴發的物體。