黑洞能變成白洞嗎？科學家表示，這並不是一個瘋狂的想法

新的研究表明，大爆炸期間誕生的黑洞的壽命可能比之前估計的要長得多。事實上，這些微小的原始黑洞可以存在足夠長的時間，成為人類眉毛大小的耗能白洞。

原始的黑洞它們被認為是由稍後充滿宇宙的超熱緻密物質的波動形成的大霹靂。這與我們所知的恆星質量或「天體物理」黑洞形成鮮明對比，這些黑洞被稱為坍縮的大質量恆星。原始黑洞仍未被發現，因此是假設的。

許多科學家認為，未能偵測到天文物理黑洞是因為它們已經蒸發，因此不再存在於138億年前的宇宙中。這是可能的，因為黑洞被認為「洩漏」了一種被稱為「霍金輻射」的熱輻射史蒂芬·霍金在 20 世紀 70 年代。黑洞的質量越小，溫度越高，因此霍金輻射流越快，蒸發得越快，這個過程被認為以爆炸性結局結束。

恆星質量黑洞，質量高達數百倍太陽質量夠大、溫度夠低，流動速度夠慢，比宇宙本身的壽命還要長很多倍；另一方面，質量比這小得多的太初黑洞就沒那麼幸運了──至少我們是這麼認為的。埃伯利科學院研究員丹尼爾·帕拉伊佐（Daniel Paraizo）及其同事提出，有一種方法可以使具有適當質量的原初黑洞能夠在這一過程中倖存下來，並經歷令人驚訝的轉變。

「我們發現黑洞的壽命比之前想像的要長得多，」帕拉伊佐告訴 Space.com。「我們發現的現象與早期宇宙中可能形成的黑洞有關。這些物體尚未被觀測到，但作為暗物質的候選者，對它們的搜索是一個引起人們強烈興趣的話題。黑洞開始通過發射霍金熱輻射而死亡。令人困惑的是它們達到普朗克質量（約為 20）後會發生什麼。”

跳蚤卵大小的黑洞

大約 0.000000022 公斤的普朗克質量是物理學中的一個基本質量單位，它被認為是令人著迷的，因為它是控制亞原子粒子和粒子的規則的點。量子物理學以及那些調節重力和廣義相對論整體上變得同等重要。物理學家認為這是任何單一基本粒子質量的上限，超過此質量的任何粒子都會塌縮產生微觀黑洞。

用日常術語來說，普朗克質量大約相當於一根人類眉毛，或者一個跳蚤卵，其重量約為軟心豆粒糖的五萬分之一。

帕萊佐解釋說，一旦原始黑洞蒸發到普朗克質量，成為所謂的普朗克黑洞，它可能會遇到幾個命運。這涉及定義黑洞的外邊界的消失，即捕獲光或電磁輻射的區域，稱為事件視界。帕萊索說：“我們研究的這個普朗克大小的黑洞的死亡機制是輻射阻擋視界的逐漸消失。”

研究小組進行的數學計算揭示了一個原始黑洞是由平均大小的初始質量形成的。小行星約 10 億噸，約 10 億年衰變並發出霍金熱輻射，直到達到普朗克質量。然而，一個誕生時質量只有1噸的太初黑洞會立即爆炸，立即達到普朗克質量。接下來發生的事情使團隊的發現與先前的研究不同。「那時我們的結果預測了一些新的東西：先前的論點表明，剩餘的 20 微克殘留物至少在 1 秒內受到照射；而我們的評估表明，這 20 微克殘留物實際上是穩定的，」Paraizo 解釋道。「一旦黑洞達到 20 微克閾值，我們發現它開始發射清除輻射（之所以如此命名，是因為據說它可以『清理』宇宙的量子態），這是由於白洞特有的行為。

“因此，儘管我們還不知道白洞附近的物理原理，但我們從遠處就發現了一個具有完全相同特性的物體。”