书城科普读物神秘的太空世界丛书:神秘的太空
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第27章 形形色色的太空迷雾(5)

也有人认为,白洞可能是黑洞“转化”而来的。就是说,当黑洞的坍缩到了“极限”,就会经过内部某种矛盾运动质变为膨胀状态——反坍缩爆炸,这时它便由向内积吸能量,转变为从中心向外辐射能量了。

最富吸引力的一种观点认为,像宇宙中有正负粒子一样,宇宙中也一定存在着与黑洞(负洞)相同,而性质相反的白洞(正洞)。它们对应地共生在某个宇宙膨胀泡的泡壁上,分属两个不同的宇宙。

由于我们的宇宙中存在着10万多个黑洞,同样也可能存在着数目相等的白洞。于是,在宇宙继续膨胀过程中,白洞周围一些质量稍许密集区域就变得更加密集;黑洞周围的一些质量稍微稀薄的区域就变得更加空虚。这些大片空虚的区域就是空洞。

到目前为止,“白洞”还只是个理论名词,科学家并未实际发现。在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易得多。也许每一个黑洞都有一个对应的白洞!但我们并不确定是否所有的超巨质量的“洞”都是“黑”洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现。但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的。

当人们有了很复杂的数学工具来分析这些相关方程式,他们发现了更多。在这个简单的情形下时空结构必须具备时间反演对称性,这意味着如果你让时间倒流,所有一切都应该没什么两样。因此如果在未来某个时刻光只能进不能出,那过去一定有个时刻光只能出不能进。白洞现象这看上去就像是黑洞的反转,因此人们称之为白洞,虽然它只是黑洞在过去的一个延伸。

但在现实中白洞可能并不存在,因为真实的黑洞要比这个广义相对论的简单解释所描述的要复杂得多。他们并不是在过去就一直存在,而是在某个时间恒星坍塌后所形成的。这就破坏了时间反演对称性,因此如果你顺着倒流的时光往前看,你将看不到这个解中所描述的白洞,而是看到黑洞变回坍塌中的恒星。

我们知道,由于黑洞拥有极强的引力,能将附近的任何物体一吸而尽,而且只进不出。如果我们将黑洞当成一个“入口”,那么应该就有一个只出不进的“出口”,就是所谓的“白洞”。黑洞和白洞间的通路,也有个专有名词,叫做“灰道”(即“虫洞”)。虽然白洞尚未发现,但在科学探索上,最美的事物之一就是许多理论上存在的事物后来真的被人们发现或证实。因此,也许将来有一天,天文学家会真的发现白洞的存在。

虫洞

简单地说,“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞提供时间旅行的可能性。宇宙学家认为,虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,由此虫洞也被称为“灰道”。 据科学家猜测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万千米的。找寻通古斯爆炸“元凶”

1908年6月30日上午7时许,在俄国西伯利亚中部通古斯地区,一个比太阳还要耀眼夺目的火球,沿着大约275度的方位角呼啸着从天通古斯爆炸于原子弹爆炸类似而降,顷刻之间,一声炸雷,震耳欲聋。爆炸的巨响传到千里之外,发出的冲击波把方圆100千米内所有房屋的门窗玻璃震坏,甚至远在三五百千米之外的人物,也被突然一击打倒在地。2000多平方千米的森林树木轰然倒下,大火使周围成为一片焦土。世界上所有的地震仪都记录下一段异乎寻常的曲线。

这是20世纪初,也是人类历史以来“亲眼目睹”的最大的一次“爆炸”。据估计,爆炸威力相当于数千万吨“TNT”烈性炸药,或者说,与几千颗1945年8月投掷在日本广岛的原子弹的威力不相上下。

究竟是什么东西在通古斯爆炸了呢?人们首先想到的是陨星。1927年,前苏联科学院组织了以库利克教授为首的考察队,左爆炸现场进行实地调查。一般情况下,陨星坠落的中心区域总有一些大小不等的陨星坑,在附近可以捡到大量的陨星碎片。这里的情况却完全不同,既无大陨星坑,也没有陨星碎片。考察队挖了好几十米深仍然是一无所获,奇怪!陨星哪里去了?

正当科学家百思不得其解之际,前苏联作家卡萨采夫大胆地提出一种新颖的假说。他在一篇小说中提出了自己的看法:通古斯事件是一艘来自地球之外的核动力宇宙飞船“失事”造成的。但是,现实的调查却给核爆炸说浇了一瓢冷水,因为科学家没有找到该地区在1908年受到核辐射的证据。

1958年,前苏联科学家对出事地点再度进行了考察。终于发现,该地区土壤中含有铁质陨星尘微粒,其中含有7%~10%的镍,而地球上铁矿中的镍含量最高也不会超过3%。后来,别的考察队又从当地沼泽灰泥土中发现了一些玻璃陨体、金属颗粒、硅化物颗粒和很小的金刚石颗粒,而这些物质正是彗星或小行星等行星际小天体的典型化学成分。从而证实通古斯事件的“肇事者”可能是某颗彗星的碎片,或者说是一颗小行星,它的直径约100米,质量在百万吨以上。当它以30千米/秒的速度撞入地球,因与地球大气剧烈作用,温度升高到几千摄氏度乃至上万摄氏度而发生爆炸,造成了震惊世界的通古斯事件。由于爆炸发生在高空,因而就没有在地面上留下陨星坑。

但这也是推理,还缺乏直接证据,所以关于通古斯爆炸的原因,科学家们还在研究取证,至今仍是一个迹。

星系核缘何发生剧烈爆发

像银河系这样的漩涡星系和许多巨大的椭圆星系的核心部分,是十分动荡不安的明亮星系核区域。室女座A是一个巨椭圆星系,从它的中心核的照片上看到,有一个发亮的长条从核心部分延伸出去,与红色的中心核相比,显得很蓝,在它的两端还有两个小亮点。大量的观测事实表明,这些东西是从星系核中心喷射出来的强大气流,它的速度大约每秒2500千米,长度约5000光年。这是星系核剧烈爆发的一个壮景,这种爆发的能量为超新星爆发能量的1000万倍以上。

塞佛特星系是星系核活动异常的星系,它的核心经常发生猛烈的爆发。如NGC415星系的核特别明亮,从这个地方每年约有相当于100个太阳的物质抛射出来,总能量相当于1000亿个太阳发射的光芒。

现在发现一些强烈的射电源也是发生过爆发的星系。天文学家认为,天鹅座A两侧的两个发射电波的“眼珠”是其中心部分大爆发的产物,半人马座A的正中央有一条又暗又宽的带子横贯而过,里面是流动的气体,许多恒星正从这些气体中诞生。按理说,椭圆星系内部不存在气体,这里的气体是多次爆发的产物。这从它的四个射电“眼珠”的活动中得到证实。

大量事实表明,星系中心核的爆发绝不是特殊现象。事实上,许多星系核都有程度不等的爆发。银河系虽然现在很平静,但在1000万年前中心部分也发生过不很强烈的爆发。遗憾的是,到目前为止,星系核爆发的原因还是一个谜。有些科学家猜测,这种强烈的爆发和大质量的黑洞有关。

宇宙未来会“大爆炸”吗

目前,有更多的科学家认为,我们现在所看到的宇宙,是由100亿~200亿年之前的一次“宇宙大爆炸”而逐渐演化来的。现在宇宙正在不断地嘭胀着,如果它一直膨胀下去,将来会不会再发生大爆炸呢?这个问题引起了人们的极大关注。

宇宙爆炸宇宙是一个浩瀚无际的物质世界。大爆炸后,宇宙膨胀,星体间离得越来越远,物质密度和温度下降。天体物理学家从理论上发现,宇宙的未来在整体上依赖于把这些正在相互远离的星体拉回到一起之引力的大小,而这个引力的大小又取决于宇宙的平均物质密度。根据计算,如果宇宙的平均物质密度小于或等于5×10-27千克/米3,那么,宇宙就将不断地膨胀下去,最终使我们的银河系好像失群的大雁,孤立地漂泊在寂静的宇宙空间中。如果宇宙的平均密度大于5×10-27千克/米3,那么,宇宙的未来又将呈现另一番景象,即几十亿年后宇宙有可能再发生一次“大爆炸”,使宇宙再度膨胀,正像今天我们所看见的宇宙的样子。这样,宇宙就好像在“膨胀一压缩”之间永无休止地“振荡”下去。也许现在的宇宙已经“振荡”过许多次了。然而,如此茫茫宇宙,目前还无法准确地测量出宇宙的平均物质密度,从而也就无法知道将来宇宙究竟会不会“大爆炸”。由此可见,这仍然是一个难解之谜。