
自20世紀下半葉以來,由于空間探測技術在天文觀測中的廣泛應用,科學家陸續發現了許多高能天體物理現象,例如x射線爆發、伽馬射線爆發、超新星爆發、星系的活動和爆發,以及類星體、脈沖星等。這些高能天體物理現象用人類已知的物理學定律已無法做出解釋,這就使得科學家猜測,應該有一個與黑洞特性相反的天體,它就是白洞。
那么,科學家是如何描繪白洞的呢?一些科學家猜測,白洞有一個類似黑洞的封閉世界,但與黑洞不同的是,白洞內部的物質和各種輻射只能經邊界向外運動,外界的物質和各種輻射卻無法通過邊界進入它的內部。
這種初步的猜測很快就引起一些科學家的質疑:具有一定質量引力的白洞,憑什么將它周圍的物質拒之門外?
于是有人為白洞假說進行補充,認為白洞雖然是一個物質只出不進的天體,但無法否認白洞也具有強引力源,它可以將周圍的塵埃、氣體和各種輻射不斷吸引到它的邊界上,只不過這些物質并不能進入自洞內部,只能在邊界外形成一個包圍白洞的物質層。但是,包圍在白洞周圍的物質層為什么只待在邊界上,不向引力的中心區靠攏呢?
南開大學天文學教授蘇宜認為,白洞純粹是從理論中引申出來的概念,沒有任何事實根據。引申的理由就是物質世界的對稱性(對稱性是20世紀末物理學中最重要的中心思想之一)。
基于這一點,科學家認為白洞與黑洞是對稱的一對相反天體。對此,有學者表示異議。這位學者認為,一些科學家往往只關注了黑洞與白洞之間的對立性,卻將它們之間的聯系切斷了,這在思維邏輯上是不嚴謹的。他認為白洞與黑洞雖然是具有對稱性的天體設想,但這種對稱性并不是人們所得出的“完全相反”的結論,也不是兩種天體相互對立的景象,而是某一天體在演化過程的不同階段的不同表現特征。也就是說,天體可以由白洞演化成黑洞,黑洞也可以在一定條件下演化成白洞。
目前,關于白洞是怎樣形成的,科學家主要持有兩種不同的見解。一種觀點認為,當宇宙誕生的那一刻,由于爆炸的不完全性和不均勻性,可能會遺留一些超高密度的物質暫時尚未爆炸,而是等待一定的時間后才開始膨脹和爆炸。這些遺留下來的致密物質即成為新的局部膨脹的核心,它就是白洞。另一種觀點認為,白洞可能直接由黑洞轉變過來。具有代表性的當屬英國天體物理學家霍金,他認為黑洞具有一定的溫度,會以類似于熱輻射的方式穩定地向外發射各種粒子,這就是所謂的“自發蒸發”理論。黑洞的蒸發速度與黑洞的質量和密度有關,蒸發的過程如果越演越烈,就會以一種反坍縮式的猛烈爆發而結束。這個過程正好就是不斷向外噴射物質的白洞。
甚至還有學者認為,根本就不存在白洞,它只不過是黑洞與恒星之間演化過渡的一個角色。按照這一說法,太空中存在黑洞的地方,有可能過不久就會突然冒出一顆亮星來;如果它噴發的亮度特別大,就極有可能是由黑洞蒸發出來的。與此相反,原本一個明亮的天體(例如遙遠的類星體)說不定哪一天突然不見了(變成了黑洞),再過一段時間,從它消失的位置上又突然爆發出亮光來。如是這般,白洞之說就是多此一舉了,更何況,如今連黑洞是否真實存在還是個未知數,更何談白洞!只有等到黑洞被證實之后,白洞的說法才能提到日程上來。
白洞究竟是否存在?它與黑洞到底是什么關系?相信在不遠的將來,這些疑難問題會水落石出的。