白洞
穿越時空從來就是人類的夢想,無數科幻作品筆觸生動得仿佛作者都是時空旅行者的常客,這邊麻煩不斷的大雄同學一頭鉆入書桌抽屜去解救未來的自己;那邊一直沒學會把內褲穿在里面的超人繞地飛行逆轉時間只為心中摯愛死而復生。
只是,沒有機器貓,也沒能力的我們,時間旅行工具何來?想象豐富的科幻作者們總是信手拈來:一輛灰色DeLorean DMC-12 帶著馬丁回到過去,并和自己的母親稀里糊涂地談了場戀愛;好萊塢各路俊男靚女也常常被一口“中世紀古井”投入現代繁華都市,開始“中世紀公主+21世紀律師”或者“19世紀落魄貴族公爵+新時代廣告界女強人”的穿越戀情;更有偷懶作者語焉不詳:主人公總是“穿過那一道閃著刺眼光芒的門,發現自己已經置身于××××年”。
但是,似乎一切皆有可能。根據最新的科學報道,科學家觀測到一次伽馬射線暴時間達到102秒,而通常爆發時間在1秒以內。因此,他們認為,這次的猛烈程度和持續時間也許可以用一個短暫存在的白洞加以解釋———也就是說,我們可能已經發現了“那道閃著光的門”。
有黑必有白
也許你沒聽過“白洞”的大名,但你一定認識他“臭名昭著”的孿生哥哥———黑洞。
黑洞是宇宙中貪婪的“吞噬者”,任何物質,甚至光線,一旦進入黑洞的“勢力范圍”,就再也無法逃逸。如果說黑洞是只進不出,白洞則恰恰相反,只出不進:白洞一刻不停地高速向外噴射星際物質和宇宙能量,包括基本粒子。但由于白洞的斥力無窮大,任何物質和光線都無法進入其視界之內。
科學家們假想,在黑洞和白洞之間,由叫做“蟲洞”的時空開孔相連接:想象一張展開拉直的床單,在中間放置一個大保齡球。在重力的作用下,床單中間會塌陷下去。現在保齡球被擠壓,讓同樣質量的物質被擠壓進一個越來越小的空間,隨著體積變小,保齡球的密度將變得越來越大。這將會將床單中央壓得越來越低,直到保齡球被擠壓成一個針頭的大小。在這時,球的密度和引力場的作用力變得如此之大,使得它在床單的中央刺穿了一個小洞。在黑洞中心生成蟲洞的過程,就與之類似。
床單類似于廣袤的宇宙時空———它并不是一個平坦的空間,而是會因為一些干擾變得扭曲。壓縮成針頭大小的保齡球代表質量極大而體積無窮小的黑洞,它吸收周圍一切物質和輻射的天體,甚至連光也無法從中逃逸———這是一個產生強烈引力場的干擾源;而床單中央的小洞則是時空扭曲造成的開孔,被科學家們稱作“蟲洞”,也就是傳說中的時光通道。
像半個漏斗的時光通道
那么,在床單的另外一邊又發生什么了呢?
愛因斯坦是個宇宙對稱性的堅持者,在他看來,既然有黑洞,那么一定存在一個與之相對稱的白洞。愛因斯坦在蟲洞的另一側設想了一個“平行宇宙”,在那里存在著黑洞的對立天體,一個致密物質構成的噴射源,也就是白洞。
在這個時候,白洞還僅僅是在理論上作為黑洞的一個鏡像存在。而在1971年,一位美國國家無線電天文臺的名叫Robert Hjellming的天體物理學家在《自然》雜志上發表了一篇論文,提出物質實際上能掉入黑洞中,然后重新出現在宇宙中的其它地方,甚至出現在另一個完全不同的宇宙———恰恰就是通過白洞完成這一移動。
不妨將黑洞想象成一個有著很長“漏嘴”的大漏斗,而白洞是一個與之方向相反的漏斗。將兩個“漏嘴”聯結在一起,就會構成一個類似時間沙漏的物體。兩個“漏斗”經由一條極細的“漏嘴管道”(也就是上文說的“蟲洞”)相連。而這時的“漏嘴管道”,就構成一個連接遙遠宇宙區域間的時空細管。
Hjellming的這一假設為長久困擾科學家們的一個問題———消失在黑洞中的物質都去了哪里———提供了一個可能的答案。這種奇特的通道聽起來就像是愛麗絲環游奇境里的“兔子洞”。而他更引人入勝的假設是,這種物質傳輸并非只是一條單行道,物質也將會經由黑洞離開另外的宇宙,出現在我們存在的宇宙。這樣,兩個宇宙將會保持物質上的某種平衡。
伽馬射線暴或讓白洞現身
和黑洞相比,白洞受到學界的重視程度要小得多。這很大程度是由于,在白洞理論提出后的幾十年間,科學家們沒有發現任何可觀測的或者間接證明白洞存在的證據。很多人不禁發出質疑,如果白洞存在,那么它們在哪里?
最近,科學界傳出了一些讓人振奮的研究發現。
事情追溯到2006年6月14日,這天美國國家航天局(NASA)的雨燕(SWIFT)探測衛星觀測到了一次異常的伽馬射線暴。所謂“伽馬射線暴”,是指出現在外太空的一種短暫高能爆發現象,是宇宙中最強力的爆炸之一。通常伽馬射線暴持續的時間相當短,在1秒以內。大于2秒的被稱為“長伽馬射線暴”,基本上持續時間很少達到1分鐘以上。
而這天出現的伽馬射線暴持續時間長達102秒!通常情況下,較長時間的爆發源于超新星爆炸,但是這次爆發中,科學家們沒能探測到任何超新星爆發的痕跡。
經過五年的研究,美國國家航天局的科學家們最近提出,此次伽馬射線暴的猛烈程度和持續時間可以用一個短暫存在的白洞加以解釋。當時,這個白洞噴射出一些物質而后迅速塌陷,導致此次大規模爆發出現。因而,這可能成為人類發現的首個白洞。
然而,報道同時聲明,這只是一種可能的解釋,中間提出的一些條件并不能讓大多數天文學家感到信服。
但至少,這讓我們看到了一些曙光。畢竟,在黑洞理論提出的最初幾十年間,我們未能發現它的蛛絲馬跡。科學家們正期待下一次怪異爆發的出現,以取得更多的觀測數據。
時間旅行回到鴻蒙之初
雖然白洞理論聽上去有些像天方夜譚,但物理學界一直就時間旅行的可能性進行相當嚴肅的研究。1949年庫爾特·哥德爾發現了廣義相對論允許的新的時空———這首次表明物理學定律的確允許人們在時間里旅行。
1905年,愛因斯坦在他的相對論理論中指出,時間并不是絕對的!根據物體質量和速度的不同,其存在的時間和空間也會發生變化。而在宇宙時空并非是平坦的,由于各種天體引力場的影響,在宇宙的不同位置,時間的“流速”也不一樣。比如說,由于黑洞的強大引力場,在它附近的時間會發生顯著的減緩,而在黑洞的內部,科學家們認為那是一個“時間的囚籠”,在那里時間是停滯的。
那么,讓我們假設,一個宇航員在太空旅行時從黑洞的附近經過,在這過程中時間會變得非常慢。因而,當他再回到地球時,可能發現,地球上已經過了千年之久。
問題是,貪婪的黑洞不允許任何物質逃脫!宇航員在接近黑洞時,即使沒有被巨大的引力場拉扯成無數分散的粒子,也會被永遠地囚禁在黑洞之內———即使因為時間停滯可以壽與天齊,他也高興不起來吧。
讓人振奮的是,白洞以及連接黑白兩洞的蟲洞為我們提供了時空旅行的可能性。白洞的存在意味著被吸入黑洞的物質仍有“生還”的可能性,如果他們能夠順利通過蟲洞,就有可能被從白洞中噴射出來,實現時空的跳躍。
有科學家認為,白洞于宇宙大爆炸的初期就已經存在。如果這是真的,那么我們可以推想,一個現在的黑洞可能通過某種我們目前未知的機制,連接到一個過去的白洞。這意味著,也許科學家們有朝一日能夠回到宇宙誕生的鴻蒙之初,探索開天辟地的奧秘!
無法解釋的“祖父悖論”
白洞的發現可以說讓人們離時空旅行又進了一步,但是科學家目前的研究結論可能讓準備存錢買時空旅行票的人失望了。
美國紐約城市大學物理學家、《自由空間》和《平行世界》兩本書的作者米奇奧·卡庫說,“蟲洞連接著將來,也連接著過去。但我們別太樂觀了,因為供應時間機器的燃料絕不是人類目前的技術所能達到的”。卡庫說,在時空這個物體上“鉆孔”,需要一顆星星那么大的能量,或者相反,需要來自比“無”還要少的其它星體上的“負能量”。
不僅如此,時空的跳躍還會帶來很多悖論,其中很著名的有“祖父悖論”。這一悖論最先由法國科幻小說作家雷納-巴雅瓦在他1943年寫的小說《不小心的旅游者》中提出:“如果我回到過去,誤殺了年少的祖父會怎么樣呢?既然沒有祖父也就不會有‘我’,沒有了‘我’,祖父則不會死,祖父沒有死又有了能回到過去誤殺祖父的‘我’……”只要時間旅行者試圖改變歷史,便會出現種種類似的佯謬。
也有可能,回到過去的我,改變的是存在于另一個平行宇宙中的“我”,在平行宇宙中,事件的發生和演化并不與在此處相同。這樣就解決了“祖父悖論”。我殺死了在另一個宇宙中的年少祖父,那么在另一個宇宙的將來之中,就不會再有“我”的存在。但是,這種“回到過去”的方式,并不能叫做真正意義上的回到過去。
種種矛盾困擾著探尋“穿越之門”的科學家們。所以,盡管我們很有可能發現了白洞,也許反方向的鐘還沒那么快能成為現實。然而,白洞和早期宇宙噴發之間的種種關聯以及時間旅行的誘人可能,讓我們不禁猜想:宇宙的終極密碼,是否就隱匿在白洞之中。或許終有一日,科學家們會取得穿越大門的鑰匙,時光機器也將和人類登月、海底潛水艇一樣,從科幻小說中走入現實。
- 上一篇:蓋茨自認失誤 不該讓Google成搜索代名詞
- 下一篇:仿生電子學的奇跡
- 四瓶礦泉水重量背起就走 “空調背心”投放市場
- 首個實體商業數字化開放平臺誕生
- 海綿城市 更綠色更環保
- 北京首條磁懸浮列車在軌測試
- 超高速無線通信技術亮相京津城際高鐵
- ITER大型超導磁體系統首個部件在中國研制成功
- 奶牛有健康的乳房 您才能喝上一杯好奶
- 國家大科學裝置東方超環刷新世界紀錄
- 全球首列虛擬軌道列車面世 示范線路有望明年商業運營
- 想吃蝦又過敏?好消息:益生菌可緩解對蝦食物過敏
- 載重240噸礦車問世
- 服裝、家電無縫銜接 海爾發布RFID衣物識別標準
- 美國家科學院報告支持基因編輯人類胚胎
- 日本擬2023年實現5G全國覆蓋 加速普及自動駕駛
- 中俄合作 中國重型直升機呼之欲出
- 寧波材料所利用石墨烯研制出千瓦級鋁空氣電池
- “黑科技”閃耀2017 CES亞洲展
- 高鐵上打電話、上網不再“鬧心”了
- 新復合催化劑可高效分解水制氫
- 新型發電布料可為電子產品充電
- 環保3D打印筆:“吃”塑料瓶,“吐”好玩意兒
- 日人形機器人“EMIEW3”開始實證試驗
- 便攜無人機:折疊后不足A4紙大
- 全新升級實心自行車胎
- 無鞋帶包裹式運動鞋
- 噴霧式節水龍頭
- 緊急AA電池充電器
- 有GPS追蹤功能狗項圈
- EL轉向騎行手套
- 生物充電器插到花盆土壤里 給手機續航
- 幫助小朋友學習電路的智能模塊
- 為電池塊準備的移動電源盒
- 新奇有趣的手表HALOGRAPH
- 送餐無人機,天上真的會掉餡兒餅嗎
- 新款寶馬7系將支持無人自動泊車
- 墨水屏保護套讓iPhone瞬間變Yotaphone
網友關注
- 源遠流長的機器人
- 防治流行性感冒從日常做起
- 有種自戀叫過度自責
- “和合二仙”
- 研究稱母海獅可憑視覺辨別其幼崽
- 這10種病都犯在一個“飽”字上!
- 呵護你的小心肝兒 別讓脂肪霸占
- 為你揭開ICU的神秘面紗
- 牙膏牙刷品種多 怎么買有講究
- 打破物理規律的怪石頭
- 心臟為何很少得癌
- 一顆鄰近恒星有4顆類似地球大小的行星
- 電梯驚魂為何源源不斷?安全乘坐你需要知道這些
- 廉價藥去哪兒了 大數據或可出力
- “春捂”得法 可有效減少發病幾率
- 新血液檢測法能診斷多種早期癌癥
- 準確預報天氣還是件挺難的事
- 他走了,留給未來四千萬顆種子
- 獵豹為什么跑得快
- 羊奶為何被稱為“奶中之王”
- 千里之行 始于足下
- 人類制造的最后一臺機器?
- 許映龍: 破譯臺風密碼
- 想打噴嚏別忍著 傷了鼓膜劃不來
- 不緊跟前車可減少“幽靈堵車”
- 南仁東:“一口氣”領中國邁向星辰大海
- 故宮“掌門人”談遺產如何重塑生活
- 黃士松:慧眼識風云
- 為啥總覺得餓? 都是激素惹的禍
- 細菌基因擴散將會帶來什么后果
- 四瓶礦泉水重量背起就走 “空調背心”投放市場
- 去非洲旅行要警惕哪些“怪病”
- 為什么混血兒的相貌更好看?
- 北豆腐南豆腐和內酯豆腐哪種營養價值更高
- 你經常被負面情緒困擾嗎?
- “美人魚”——儒艮
- 虛虛實實說魯班
- 腿上的“小蚯蚓”
- 植物學家鐘揚:他給未來留下科學的種子
- 掰響手指容易 掰清原因很難
- 那只會敬禮的猴子
- 特斯拉發布最快電動跑車 未來也許會飛
- 首個實體商業數字化開放平臺誕生
- 糖炒栗子為什么要用黑砂?
- 經典的魅力:大數學家的混沌史話
- 許傳森:把“泡沫”做成“面包”
- 動物衛士劉秀梵:“擒”病于未然
- 太陽要變“冷美人”
- 陳慶:“土專家”的猿情
- 助眠產品真能讓你睡個好覺?
- 防治流腦切莫“重少輕老”
- 能不能吃“苦” 基因說了算
- 血液干細胞逆轉Ⅰ型糖尿病新療法
- 南北半球冰火兩重天 地球到底怎么了?
- 楊軍: “開墾”太陽系外宜居星球
- 博觀約取 厚積薄發
- 將“快樂教育” 融入車模教學之中
- 多肽涂層技術突破細胞培養“瓶頸”
- 漫長歲月,鳥類怎么搞丟了牙
- 模擬聯合國活動學習資料
- 中醫治療血管性抑郁癥
- 關燈玩手機可能誘使青光眼發作
- 基因真的能決定性格嗎?
- 用micro:bit打造區塊鏈
- 人體生物電與預防物理污染
- 為什么要以地球標準去尋找地外生命
- 血壓高,準備10個問題去看病
- 兩害相權取其輕
- 克隆猴“姐妹”為多種疾病診療帶來希望
- 為什么說 “一鴿勝九雞”
- 世界一流的民辦大學會是什么樣
- 水,這東西……
- 海量支付 網聯平臺兜得住嗎
- 遼闊海疆守安寧 艦艏行處是長城
- 當科學與藝術相遇
- 山桃一枝報春來
- 飛天航路越千年
- 吃花膠補膠原蛋白嗎?真相是:還不如吃雞蛋!
- 點數鈔票或是心靈慰藉強心針
- 故宮里如何做研究
- 靠輸液預防腦卒中靠譜嗎?
精品推薦
- 臨夏州05月30日天氣:小雨轉中雨,風向:東北風,風力:<3級,氣溫:26/15℃
- 澳門05月30日天氣:多云,風向:無持續風向,風力:<3級,氣溫:33/28℃
- 木壘縣05月30日天氣:陰轉多云,風向:西北風,風力:3-4級,氣溫:17/9℃
- 鹽城市05月30日天氣:陰,風向:東北風,風力:<3級,氣溫:23/19℃
- 大豐市05月30日天氣:陰,風向:東北風,風力:<3級,氣溫:23/19℃
- 溫泉縣05月30日天氣:晴,風向:無持續風向,風力:<3級,氣溫:22/6℃
- 策勒縣05月30日天氣:陰,風向:無持續風向,風力:<3級,氣溫:26/13℃
- 城中區05月30日天氣:小雨轉中雨,風向:東風,風力:3-4級,氣溫:24/10℃
- 高雄市05月30日天氣:陰,風向:無持續風向,風力:<3級,氣溫:34/26℃
- 臺中市05月30日天氣:多云轉陰,風向:北風,風力:3-4級轉<3級,氣溫:33/24℃