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[日常闲聊] 时光锥给我的启示:白洞真的存在?

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发表于 2019-2-18 13:49:39 | 2019-2-18 13:59编辑 | 显示全部楼层
今天吃早饭的时候突然想到的。
注:纯属个人观点,思考过程并不成熟,而且我也没有专门研究这类东西,因此不能作为科研文章

首先,看上图,这是一个闵氏时空图,在闵氏时空图当中,横轴是空间,纵轴是时间。在没有引力影响的情况下,一个正常物体的时光锥如图一所示,也就可以解释为是在光速之内。现在有一个物体A,如果A是一束光,那么时光锥的边缘这部分就是它的运动范围;如果A是一个远大于光子的物体,那么它的运动范围应该在时光锥以内(其实时光锥是可以无限延伸的)。
图一中A的时光锥如红笔所圈出的部分所示。
而图二中,我们设(0,t)这个点为黑洞奇点,也就是singularity。而在(0,t)这个奇点周围存在一个事件视界。在事件视界之内,逃逸速度大于光速,所以无论是什么物体,只要进入事件视界,就不可能出来了。假如在事件视界之外,我们会发现,这时虽然A也受到引力,但是如果A的速度够快,它是可以逃离到离黑洞更远的地方的。但是如果速度不那么快,甚至是面向黑洞跑去,就很容易被黑洞吸引过去了。如图二,A的上半部分时光锥比较好理解,因为引力场的缘故,A的时光锥发生了一定扭曲(好比一束光即使是背对着黑洞跑去,速度为c,但是实际上它跑1秒之后与它1秒之前的相对距离是小于2997928米的,因为受到了黑洞的吸引)。
假设(2,t)这个位置是事件视界(黑洞边缘),那么现在A的位置为(3,0)。按理说它跑1秒才会到达事件视界,但是因为引力缘故,它的时光锥扭曲了(如图二时光锥)。所以它可能会在不到一秒钟的时间跑到事件视界。
如图三,A已经跑到事件视界之后,其时光锥这时就会发生很大扭曲。在事件视界上,逃逸速度等于光速,所以即使是光也不能逃脱了。此时我们会发现,时间向前推,A只能有两个选择:停留在事件视界上(当然这是比较极端的情况)或者被黑洞吸进去。除非A是光子,它才会有很小的几率停在那里,一般的物体是不可能的。所以A继续向奇点奔去。

如图四,此时A已经在事件视界之内了,这时逃逸速度是大于光速的(其实我应该把时光锥画得更扭曲一点,但是我没时间重画了),A的时光锥已经扭曲到其只能随着时间前进而奔向奇点了。

OK,抛开这个问题,我们不是要研究它怎么运动的,但这是一个前提条件。我接下来讲一下,我是怎么看待白洞是否存在的。
我以前查过关于白洞的资料,刚刚又去整理了一遍。在思考这个问题之前,我发现白洞的定义比较复杂。我们选取其中一种定义:白洞的性质与黑洞是完全相反的。那么黑洞是有一个奇点,这个奇点的引力非常大,以至于事件视界之内的逃逸速度大于光速(事件视界到底多大是因黑洞而异的)。白洞是一个假想天体,现在没有直接证据能够表明它的存在。(有一个理论叫矛盾论,就是所有的事物都有对应的相反的事物(好像是这个意思,不管那么多了),比如大和小,多和少,正电子和反电子,可能科学家是为了互补,所以假想了一个白洞。)白洞的性质是什么呢?首先,也是一个天体【似乎这点儿和黑洞不是相反的……】,它和黑洞的不同点在于斥力,也就是说,任何一个物体都无法进入白洞的事件视界之内,它只会被白洞以巨大的斥力排斥。有些科学家认为黑洞是连通白洞的,我也是这么想的,不过我的想法可能有些奇葩哈,你们慢慢往下看。
我查过的所有资料,尽管对于白洞的说法不是很一致(毕竟是假想天体嘛),但是对于白洞具有斥力这一点都是认同的。
别急,我们再来看一下这个时光锥。

首先看图一。我们发现在A的下方也存在时光锥。这是什么意思呢?通常的解释是能对A产生影响的时空范围。比如说(3,-1)这个点上有一个B,那么这个B是可以影响到t=0(也就是一秒之后)时刻的A的(而t=0这个时刻B可能已经跑到了别的空间位置上了)。但是假如说(1,-1)这个点上有一个C,那么在t=0时,C最远可以跑到s=2这个点上,那么就不可能对A造成影响了。(但是假如说我们取t=1时,它们两个仍然可以互相影响)。这也不是我们的重点。我们前面那些都是建立在时间是正向运行的 的前提上,包括我在说他们的运动方向的时候都特别强调了,是随着时间前进而向奇点移动。假如说时间是倒退的呢?我们会发现,如果时间是倒退的,那么A的下半部分时光锥就和上半部分的意义是一样的,只是时间走向不同了。
我们方便起见,直接看图三。有了上面这一点,我们就会发现,如果时间是倒退的,那么A的运动的时空区域在哪儿呢?要么远离事件视界,要么停留在事件视界上,对吧?有点儿像黑洞了。(如果A是……这些话我就不再说了,你们可以找上面我说过的那句,简单变一下就好了)。
假如说,这个事件视界里的物体A想要时间倒流,会怎么样呢?
这个比较麻烦,我详细讲解一下。
首先,我们先取两个时间(必须都是A在事件视界里面的时刻),然后判断其相对位置。
比如说吧,(s[1],1)和(s[2],2)这两个时空位置。首先,我们会发现,因为在事件视界之内,时间前进的话,物体必定会靠近奇点。所以我们得出什么结论呢?s[1]肯定是大于(离奇点比较远)s[2]的。所以如果再(s[2],2)这个位置上想要时间倒流,我们会发现什么呢?
首先,A如果时间倒流,我们可以从它原来的轨迹入手。这时我们会发现什么?因为s[2]肯定小于s[1],所以时间倒流就会造成物体必定会向1秒以前的位置过去,但是1秒以前的位置肯定比此刻离奇点远,所以呢?物体会远离奇点。

可能仅从这个概念上解释还是有些片面,因为A不一定非要沿着来时的路线走。这可是时光锥啊。但是我们看图四,我们会发现,A的时光锥已经扭曲到A必定会随着时间倒流而远离奇点了,所以结论是,在事件视界内部,物体必定会随着时间倒流而远离奇点。
然后我们再回来看图二,我们会发现,因为引力,这时的时光锥稍微有一些扭曲,但是仍然在A的下方,有一部分的时光锥是允许A靠近奇点的。那么这是不是与我们上面所说的趋势背道而驰呢?不是的。就像你在黑洞的事件视界之外,随着时间前进,我们虽然是被黑洞所吸引的,但是我们的时光锥是什么样的呢?事实证明我们仍然有可能逃掉(见图二)。
就像我们越靠近黑洞奇点,时光锥就会扭曲得越厉害一样。当我们靠近事件视界的时候,引力更大了,当时间前进,我们的上半部分时光锥就会逐渐朝向黑洞,甚至全部落在事件视界和事件视界内部。而如果时间倒流,我们会发现,我们下半部分的时光锥就会全部落在事件视界及事件视界以外的时空位置上。
因为我们的生活是处在一个时间不断前进的情况下,所以我们通常理解黑洞是不会从时间倒流这个情况下考虑的。但是假如说我们从时间倒流这个方向考虑考虑,那么原来的引力是不是就会变成斥力了?
我们是不是可以设想,当时间倒流时,引力就会变成斥力,黑洞就会变成“白洞”?白洞真的也是客观存在的?
之前“百家讲坛”有个专家讲到这样个点,就是我们发现天体中间只有引力没有斥力,不管矛盾论怎么正确,就是没有天体斥力,连白洞都是假想的。那么如果我们能够实现时间倒流,想必黑洞就会变成白洞。但是因为时间倒流很难(我没说不可能,因为我不是专门研究这个的,我也不能担保一定成或者一定不成),那么曾经被黑洞吞掉的东西就会被吐出来?从这个角度来说,黑洞也是“白洞”?如果这样的话,那么黑洞白洞相互连通也肯定是事实了。
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| 发表于 2019-2-18 14:04:56 | 2019-2-18 14:13编辑 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
好吧 按照你这么说是成立的…
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| 发表于 2019-2-18 14:11:27 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
嗯,闲
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该学员已被删除
| 发表于 2019-2-18 14:21:25 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
和哈兄一对比,我真心觉得自己是个废物
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1 | 发表于 2019-2-18 15:29:48 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
嗯,有道理。
有空去实践一下。
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1 | 发表于 2019-2-18 17:34:25 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
白洞,白色的明天正在等着我们
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| 发表于 2019-2-18 17:43:20 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
完全看不懂。
1 | 发表于 2019-2-18 18:41:59 | 显示全部楼层
我记得之前还写了一个关于黑洞的科学论文,
好像是过奇点无损传物质,
还给了我六百RMB来着……
在文章中我写道:“等我大学毕业开始着手研究。”
然后现在人家已经快研究得差不多了,
我还没开始。

白洞不是牛奶喷雾吗?
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| 发表于 2019-2-18 18:54:15 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
完全没懂。
| 发表于 2019-2-18 19:05:22 | 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
那么问题来了,虫洞会不会有呢?
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