| 单词 | 日洞 |
| 释义 | 【日洞】 拼译：white hole 广义相对论预言的一种特殊天体，它可看成是黑洞的时间反演。白洞被用来解释宇宙中存在的一些高能天体现象，目前尚无确切证据表明在宇宙中存在白洞。对白洞的天文观测和理论研究可以判断白洞在宇宙中是否确实存在，并对引力系统的时间反演不变性和CPT不变性等基本物理问题的解决提供新的线索。 白洞的边界是过去(事件)视界。过去视界是向外的单向膜，任何物质只能从白洞内部穿出过去视界向外运动，而不能从外部落入白洞。白洞的视界位置，与具有相同参量(质量、角动量、电荷)的黑洞相同。例如不带电的球形白洞也由史瓦西度规描述，其半径也是史瓦西半径。白洞与黑洞的区别在于前者的边界是过去视界，后者的边界是未来视界；且白洞内每一层球面都是向外的单向膜，而黑洞内每一层球面都是向内的单向膜。白洞外部的引力场与黑洞相同。白洞是－个强引力源，可把周围物质吸引到白洞视界外形成物质层。远处观测者观测白洞发光的谱移要受二重因素的影响：白洞外喷的物质向观测者运动，多普勒效应使外喷物质发光的波长变小，产生蓝移；白洞发出的光线由引力场较强的位置向引力场较弱的方向传播，产生引力红移。远处观测者测得的净效应将依赖于白洞爆发的动力学细节。白洞奇点附近高密物质的起源，是白洞在宇宙中是否存在的关键问题。1964年洛维科夫(I．D．Novikov)、1965年尼曼(Y．Ne’eman)等人认为由于宇宙大爆炸的不均匀性，部分宇宙奇点可能残留下来成为延迟核。延迟核的晚期爆发形成现在可能观测到的白洞，并可用来解释类星体等高能天体现象。霍伊耳(F．Hoyle)认为数量级为1014恒星质量的超大白洞爆发后可能形成巨星系或超巨星系云。1983年，纳里卡(J．Narlikar)猜测塞佛特星系的星系核可能存在白洞，银河系中的某些瞬变X射线源和γ射线爆则可能与恒星量级的白洞有关。1976年，霍金(S．W．Hawking)讨论了黑洞的量子效应，指出黑洞存在量子辐射效应。宇宙早期形成的微黑洞，晚期以极高的温度向外辐射，将与白洞不可区分。但霍金的这种假设并未得到天文观测的支持。1971年，热尔多维奇(Y．B．Zeldovich)等提出耳世界的概念。根据爱因斯坦场方程克尔或克尔－纽曼解的最大解析流形时空图，从一个宇宙中的黑洞落入的物质会从另一个宇宙中的白洞喷发出来。在另一个宇宙中坍缩形成的黑洞可能在我们的宇宙中作为白洞出现。1989年托费缅科(A．P．Trofimenko)讨论了这种解析延拓流形中的白洞并认为类星体、活动星系核、喷流、星系间的X射线、宇宙空洞和重化学元素的形成都可能与这种白洞的遗迹有关。1991年，托费缅科讨论了来自超新星1987A的引力辐射爆和γ射线爆的源是白洞的可能性。1974年，厄德利(D．M．Eardley)通过对经典广义相对论的计算，指出白洞存在随指数增长的不稳定性，是极不稳定的天体。白洞周围的物质会迅速被白洞引力场吸引而在白洞表面形成兰层，兰层的出现导致在白洞的过去视界外面出现一未来视界，使白洞在小于2×10－3(M／M☉)s的时间内变为黑洞。1974年热尔多维奇等人考虑了白洞奇点附近粒子产生的量子效应，指出白洞会在t＜rg／c的时间内完全爆发掉。1980年，瓦尔德(R．Wald)等讨论了白洞时空中的粒子产生，在量子水平上支持了厄德利关于白洞不稳定性的结论。1989年，托费缅科指出延拓时空流形中的白洞仍可能是稳定的。白洞的存在可能会导致原则性的理论困难。1979年，彭罗斯(R．Penrose)指出，白洞的奇点是裸奇点，白洞系统的初始柯西面会“碰上”或非常接近奇点，使我们丧失预言未来的能力，破坏因果性原理；白洞可能是一个反热力学的客体，白洞的演化会导致热力学第二定律的破坏。1980年，瓦尔德论证了量子引力不可能具有时间反演不变性和CPT不变性，理论必然要引入一个“时间箭头”；黑洞可能存在，但白洞不可能存在。1987年，桂元星指出黑洞量子辐射的时间反演是白洞的量子吸收效应；在经典广义相对论和弯曲时空量子场论的框架中，一定条件下白洞可能遵从广义热力学第二定律。这为白洞的存在提供了理论上的可能性。白洞在宇宙中是否确实存在最后要由天文观测的结果来判断，而白洞的天象特征依赖于具体的理论模型。与天文观测密切联系的理论研究是今后的工作重点，特别是判决性的白洞观测特征有待提出。在目前能源机制已知的天体中，黑洞的产能率最高。白洞也是一个强引力源，其外部会存在与黑洞类似的吸积现象。白洞内部高速喷发的物质与外部物质的猛烈碰撞，会释放出巨大能量。与同质量的黑洞相比，白洞应具有高得多的产能率。如天文观测发现存在这种超高产能率的天体，白洞将是对这种天体的适当解释。【参考文献】：1 Ne'eman Y,et al. Astrophys J, ] 967,1 50:7552 Zeldovich Y,et al. Sov Phys JETP,1974 ,39:9333 Eardley D M. Phys Rev Lett,1974,33:4424 Hawking S W. Phys Rev D, 1976,13:1915 Penrose R W,et al. CNIVERSITY ONBRIDGE. 1979. 581～6386 Wald R W,et al. Phys Rev,D 1980.21 ;2～367 Narlikar J V. New Scientist, 1983.97: 5168 桂元星．天体物理学报，1987，7∶1779 Trofimenko A P．Space Sci，1989，159∶30110 Trofimenko A P，et al．Space Sci，1991．178∶217(大连理工大学桂元星教授撰) |
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