黑洞、白洞与视界附近物理

在广义相对论与观测天体物理学中，黑洞和白洞扮演着截然相反的角色。尽管存在压倒性的观测证据表明“冷、暗且重”的致密天体的存在，它们因此成为黑洞的自然候选者，但理论上可行的时间反演变体——即“白洞”——远未获得同等水平的观测支持。本文中，我们将探讨黑洞与白洞之间的联系比通常所认为的更为紧密的可能性。我们首先构造“穿透视界”坐标系，其仅在小的视界附近区域不同于标准曲率坐标，从而强调黑洞视界与白洞视界之间的区别最终仅取决于视界附近物理。我们随后构造一个明确的“黑到白转变”模型，其中所有非平凡物理都被限制在时空的一个紧致区域——一个跨越朴素视界的、有限时长有限厚度（原则上可任意小）的区域。此外，我们表明可以安排该“黑到白转变”具有零作用量——从而其在费曼路径积分中不会受到相消干涉。这就提出了一个非常有趣的可能性：天体物理黑洞或许可以用黑视界与白视界的量子叠加来解释。