世紀(jì)初，愛因斯坦提出了劃時(shí)代的引力理論——廣義相對(duì)論，以彎曲的時(shí)空幾何的方式修正了基于平直空間基礎(chǔ)上提出的牛頓萬(wàn)有引力理論，由于對(duì)水星軌道近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)、日全食時(shí)太陽(yáng)邊緣星光偏移預(yù)言的成功驗(yàn)證，這一全新的引力理論很快得到物理界的廣泛認(rèn)同。但由于廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)形式相當(dāng)復(fù)雜，其方程含有一堆自變量，非常難解，以致愛因斯坦一度認(rèn)為它沒(méi)有精確解。

不過(guò)很快他就被打臉了，在理論提出的次年，德國(guó)一戰(zhàn)前線的天文學(xué)家卡爾·史瓦西就求出了在靜態(tài)球?qū)ΨQ條件下的精確解，為了表彰他的貢獻(xiàn)，這組方程解以史瓦西的名字命名為史瓦西解，又稱史瓦西度規(guī)。

史瓦西解下的理論預(yù)言——黑洞

史瓦西解里求出了一種古怪的天體，它的表面逃逸速度等于光速，由于在相對(duì)論下，一切常規(guī)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和信息傳遞的速度不可能超過(guò)光速，因此沒(méi)有任何物質(zhì)和信息能從這種天體表明發(fā)出，這種天體應(yīng)該是看不見的，因此這種天體后來(lái)被命名為黑洞。不僅如此，在計(jì)算里，黑洞產(chǎn)生了兩個(gè)奇異點(diǎn)，這兩個(gè)奇異點(diǎn)一個(gè)在黑洞的邊界處，即光速無(wú)法逃逸的邊界，成為事件視界；另一個(gè)則在黑洞的中心。在這兩個(gè)奇異點(diǎn)上，部分物理量出現(xiàn)了無(wú)窮大，而無(wú)窮大是沒(méi)有物理意義的，它的出現(xiàn)意味著理論崩潰和失效。

不過(guò)后來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)視界處的奇異性可以通過(guò)坐標(biāo)變換消除，簡(jiǎn)單說(shuō)就是對(duì)于一個(gè)向黑洞視界自由下落的參考系，視界的奇異性將消失，對(duì)于下落中的人來(lái)說(shuō)，視界并不會(huì)產(chǎn)生無(wú)窮大。但是另一個(gè)奇異點(diǎn)——黑洞的中心奇點(diǎn)則無(wú)論如何也無(wú)法消除。

奇點(diǎn)如何形成？

這個(gè)使理論失效的中心奇點(diǎn)是怎樣形成的呢？根據(jù)現(xiàn)有理論，當(dāng)大質(zhì)量恒星演化到末期，失去了核聚變提供的能量，物質(zhì)在重力作用下向核心坍縮，隨著半徑的縮小，末期恒星的表面引力越來(lái)越大，當(dāng)坍縮到一定程度，光速無(wú)法逃逸的視界就會(huì)形成，視界內(nèi)的物質(zhì)將在巨大的引力下不可抗拒地向中心坍縮陷落，按照現(xiàn)有理論，沒(méi)有任何物質(zhì)結(jié)構(gòu)能抵御這種坍縮，最終一切已知物質(zhì)結(jié)構(gòu)崩塌，成為一個(gè)體積無(wú)限小、密度無(wú)限大的奇點(diǎn)。也就是說(shuō)，在史瓦西黑洞里不再有物質(zhì)，只有一個(gè)時(shí)空無(wú)限彎曲的幾何點(diǎn)！

白洞又是什么？與黑洞有何異同？

前面說(shuō)了，黑洞內(nèi)一切都向中心奇點(diǎn)坍縮，一切物質(zhì)結(jié)構(gòu)在越來(lái)越強(qiáng)的引力下土崩瓦解，黑洞內(nèi)除了奇點(diǎn)彎曲的時(shí)空，什么都沒(méi)有……而奇點(diǎn)是一切的終結(jié)，包括時(shí)間！沒(méi)錯(cuò)，黑洞奇點(diǎn)就是時(shí)間的終點(diǎn)！而白洞則剛好相反，它具有黑洞的特質(zhì)，有一個(gè)中心的奇點(diǎn)也有一個(gè)視界，但它的奇點(diǎn)并非是時(shí)間的終點(diǎn)，而是相反，白洞的奇點(diǎn)是時(shí)間的起點(diǎn)。物質(zhì)不再是不可抗拒地落向中心奇點(diǎn)，而是不可抗拒地從中心奇點(diǎn)噴涌而出直到視界。

白洞相當(dāng)于黑洞的時(shí)間反演，物質(zhì)從中心奇點(diǎn)向外傳播在正常情況下是不可能的，然而假如是時(shí)間倒流，這一幕的發(fā)生就是極其自然的。不過(guò)目前來(lái)說(shuō)，一個(gè)因果律制約的正常宇宙無(wú)法允許時(shí)間反演的發(fā)生，所以，白洞不像黑洞一樣是預(yù)言中的天體，它僅僅是可能存在的天體，它的存在與否沒(méi)有必然性。

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