研究：黑洞或变白洞 喷出物质且逆转时间

英国的一项研究表明，拥有极大重力、会吞噬所有物质的黑洞理论上有可能会变成“白洞”（white hole），并将这些物质甚至时间吐回宇宙中。这完全颠覆了人们对这种巨大天体的既有认知。

英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）在3月11日发布的新闻稿中指出，该校的一项新研究有助于揭开宇宙之谜，可能使人们对黑洞、时间和主宰宇宙的神秘暗能量的理解发生革命性的改变。

所谓黑洞是太空中重力非常强大以至于连光都无法逃脱的区域，据信是巨大的恒星坍缩而形成的。依据著名物理学家爱因斯坦的广义相对论，任何被困在黑洞内的人都会落到黑洞的中心，并被巨大的重力摧毁。

这个中心被称为奇点（singularity），它是巨大恒星的物质被压碎而形成的一个无限小的小点。在这个奇点，人们对物理和时间的理解完全失效。

该校这项新研究利用量子力学的定理提出了一个截然不同的理论观点——奇点不是意味着结束，而是一个新的开始。

黑洞通常被描述为能将包括时间在内的一切物质吸入，而在这项研究中，白洞被认为具有相反的作用，能将物质、能量和时间喷出，使其回到宇宙中。

这项研究使用了一个简化的黑洞理论模型，被称为平面黑洞（planar black hole）。有别于具有球形形状的典型黑洞，平面黑洞的边界是平坦的二维表面。该研究显示，与平面黑洞相同的机制也适用于典型的黑洞。

该研究的报告撰写人之一、该校数理科学学院研究员吉伦（Steffen Gielen）说：“长期以来，量子力学能否改变我们对黑洞的理解并让我们深入了解黑洞的真实本质一直是个问题。在量子力学中，我们所理解的时间不会随着系统的不断变化和进化而结束。”

该研究藉由量子力学证明，黑洞奇点会被一个空间能量发生暂时和微小变化的区域所取代，其空间和时间不会终结，而是过渡到一个被称为白洞的新阶段。白洞是理论上的区域，被视为与黑洞相反的方式发挥作用，所以可能是时间开始的地方。

吉伦说：“虽然时间通常被认为与观察者有关，但在我们的研究中，时间源自于遍布整个宇宙的神秘暗能量。”

他说：“我们主张说，时间是经由宇宙中无所不在的暗能量来量测的，而暗能量是宇宙当前膨胀的原因。这是一个关键的新想法，它使我们能够掌握在黑洞内发生的现象。”

暗能量是理论上的一种神秘力量，科学家认为它推动了宇宙的加速膨胀。这项新研究几乎把暗能量当作参考点，将能量和时间作为可以相互衡量的互补概念。

吉伦补充说：“假设你可以让一个观察者（一个假设的实体）穿过黑洞，穿过我们认为的奇点，然后出现在白洞的另一边。这是有关观察者的一个高度抽象的概念，但从理论上讲，它可能会发生。”

研究人员说，这项研究也提出了调和重力与量子力学（编者按：广义相对论这种关于重力的理论与量子力学的一些基础假说相互矛盾）的新方法，有助于我们发展开创性的新基础理论以及在对宇宙的理解方面取得突破。

上述研究成果于3月11日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）期刊上。