白洞真的存在吗？
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原作：Paul Sutter
翻译：练唯予
编排：徐展博
后台：李子琦
原文链接：https://www.space.com/could-white-holes-exist-space-mysteries
根据广义相对论，白洞从数学来讲是可能存在的，但它们究竟存在于宇宙吗？
理论上，白洞是与黑洞功能相反的宇宙区域。
（图片来源：Future/亚当·史密斯）
黑洞吸引了我们所有的注意力，但它的镜像双胞胎——白洞又是怎么回事呢？它们真的存在吗，存在于哪里呢？
要了解白洞的本质，我们首先必须要调查清楚更为熟悉的黑洞。黑洞是完全发生引力坍缩的区域。在黑洞内，重力打败了宇宙中其他的力并将物质无限压缩成一个点——奇点。围绕着奇点的是黑洞的视界，它不是物理或固体边界，而是一个环绕着奇点，重力强到没有任何物质（包括光）能够逃脱的边界。我们要知道黑洞是如何在宇宙中形成的。当一个大质量恒星死亡时，它巨大的重量向核心坍缩，导致了黑洞的诞生。
我们根据爱因斯坦的广义相对论了解了黑洞诞生的过程与黑洞如何与周围环境作用。要想了解白洞的概念，我们必须认识到广义相对论不在乎时间的流逝。公式是根据时间对称的，也就是无论时间向前走或是向后走，数学上都行得通。
所以如果我们拍摄并倒放一部关于黑洞形成的影片，我们会看到一个喷射辐射和粒子的物体
白洞也许会比黑洞更加奇怪。它们一样会有中心的奇点与周围的视界。它们仍然会是巨大的，有重力的物体。但是任何进入白洞的物体都会立即以超光速喷出，导致白色光芒激烈地闪耀。任何在白洞以外的物体永远也不会进入其中，因为它必须以光速更快的速度才能穿过视界。
但如果从数学允许白洞的存在，为什么我们不怀疑它们究竟是否存在于宇宙中呢？答案是广义相对论并不是解释宇宙的唯一答案，物理还有其他分支在向我们解释宇宙内部的运行规律，比如电磁学和热力学。
在热力学中，有一个概念叫熵，简而言之就是描述系统混乱程度的物理量。热力学第二定律告诉我们在一个封闭系统中熵只能不断增加，换句话说，混乱程度会不断增加。
举个例子，假如你将一架钢琴仍进一个碎木机内，碎木机会产出一堆碎屑，系统中的混乱程度增加了，并且符合热力学第二定律，但如果你仍一堆木屑进入同样的碎木机，你不会得到一台完好的钢琴，因为这样会导致混乱程度的下降。（高秩序度的系统，比如说生命，可以在地球上存在——但它们必须以太阳的熵增作为代价而存在。无论怎么建构系统，你还是没有从碎木机内用木屑生产出钢琴。）
我们不能简单地倒推黑洞形成的过程从而得到白洞的形成，热力学对此明确表示否定。
形成白洞的唯一原因会是早期宇宙发生的一些奇异过程，将白洞的存在融入时空本身的结构中。这样，白洞的形成过程就可以绕过熵减的麻烦——白洞从一开始就存在。
视界望远镜是一个通过国际合作打造的由八台地面望远镜组成的行星规模阵列，它捕捉到了这张关于M87星系中央黑洞与其影子的图片。此处我们通过偏振光来观测M87。
（图源：EHT Collaboration）
不幸的是，白洞也会是极其不稳定的。它们仍然会吸引其他物质靠近它们，但没有任何东西会穿过视界。一旦任何物体，甚至是一个光子靠近了白洞，它也注定会失败。如果光子接近视界，它不会穿过视界让系统的能量暴涨。最终这个粒子会拥有大量的能量，将导致白洞坍缩成黑洞，结束白洞的存在。
所以尽管白洞看起来既有趣又令人费解，它们貌似并不存在于真实宇宙中，而只是广义相对论数学中的幽灵。
责任编辑：陈玮菁
牧夫新媒体编辑部
韦布空间望远镜拍摄的指环星云
图片来源及版权：NASA, ESA, CSA, JWST; 后期制作：Zi Yang Kong返回搜狐，查看更多