一个黑洞是通往湮没的单行道。根据广义相对论，任何东西一旦越过它的边界——视界——就不能再回到外面。对于这种粒子来说，黑洞就是整个未来。
我们永远不会有机会看到命运的粒子度过:任何光粒子排放(这将是唯一的方法让我们观察其死亡暴跌)将延伸至长波长而相应的更少的能量,直到它消失超出检测能力。事实上，这个故事更奇怪。如果我们观察粒子下落，我们就永远活不到看到它到达视界的时间。黑洞的极端引力使时间在外部观察者看来，走得慢一点；事实上，在我们看来，粒子似乎需要无限的时间才能到达视界。这是真的，即使从粒子的参照系来看，它不引人注目地穿过视界，对时间和空间没有不寻常的影响。
如果黑洞是通往湮没的单行道，你可能会想，是否有另一条路可以穿过这扇门——这是个好问题。广义相对论是我们近100年来的标准重力理论，它没有区分过去和未来，时间向前跑和时间向后跑。(见物理学家肖恩·卡罗尔讨论了物理学的时间对称性在采访中鹦鹉螺.）牛顿物理学也是以同样的方式时间对称的。因此，“白洞”(时间倒转的黑洞)的概念在理论上是有意义的。
就像它的对立面一样，白洞也有一个视界，一个无法从外部跨越的视界。但白洞的事件视界位于过去:源自那里的粒子似乎会“消失”，它们发出的光的能量和波长都在增加。如果一个粒子以某种方式在视界内产生，它就会被驱逐到外面。
事实上，所有关于白洞的东西看起来都像黑洞。广义相对论在预测和描述这样的事情上绝对没有问题。
但是白洞在自然界中存在吗?如果没有，那时间的对称性又说明了什么?
什么都没看到vs .看到一些东西
黑洞在宇宙中很常见——几乎每个大星系的核心都有一个超大质量的黑洞，更不用说更小的样本了。然而，天文学家还没有发现一个白洞。这并不能完全排除它们的存在，因为可能很难看到它们:如果它们有效地排斥粒子，那么它们有很小的可能潜伏在某个地方，不可见。然而，天文学家观察到的各种物体中，似乎没有一个与我们所期望的白洞相似。
当我们考虑白洞是如何形成的时候，一个更大的问题就出现了。黑洞是引力坍塌的最终结果。当一颗质量至少是太阳20倍的恒星耗尽其可用的核燃料时，它就无法再产生足够的能量来平衡向内的引力。在那一点上，核心自身坍塌，达到更高的密度，直到它的引力如此之强，连光都无法逃脱。这就产生了一个质量堪比大恒星的黑洞。
超大质量黑洞，比黑洞重数百万或数十亿倍，是由某种目前未知的机制形成的。无论如何，它们仍然是引力坍塌的结果，无论是来自宇宙早期诞生的巨大超级恒星，还是来自原始星系中心的巨大气体云，或其他一些现象。然而，形成一个白洞需要类似于重力下水道爆炸的东西，目前还不清楚这种事件是如何发生的。一种可能性是白洞可能“粘”在黑洞上。在这种观点下，黑洞和白洞是同一事物的两面，通过虫洞连接，虫洞这个概念在许多科幻故事中都很常见。不幸的是，就像从头开始形成白洞一样，这并不能真正解决问题:根据理论，任何落入虫洞的物质都会导致虫洞坍塌，关闭黑洞和白洞之间的通道。(如果存在负能量的“外来物质”，技术上也有可能创造一个稳定的虫洞——类似的为“曲速驱动”提出的原则但没有证据证明这些材料的存在。)
只是时间问题
因此，我们可能会得出这样的结论:我们的宇宙中有大量的黑洞，但没有白洞。这并不是因为时间的基本不对称——广义相对论仍然适用于任何一种时间流动——而是由于引力坍塌的本质:它只适用于一种方式。
这与整个宇宙的情况类似:有一个大爆炸，我们所观察到的一切的最初膨胀，显然是从一个点开始的。但证据非常强烈地反对大收缩的可能性，大收缩是指在遥远的未来某个时候，我们观察到的所有东西重新坍缩成一个点。如果目前的趋势继续下去(特别是如果暗能量没有彻底改变它的性质)，宇宙将继续以前所未有的速度永远膨胀下去。宇宙似乎不会有对称的尽头，在那里一切都被吸回一个微小的奇点，就像它开始一样。
大爆炸实际上在很多方面看起来像一个白洞，而且可能是我们的宇宙最接近白洞的时候。对于宇宙中的任何观察者来说，它都已成为过去，我们所看到的一切都从它向外膨胀。然而，它没有一个视界(这意味着它是一个被称为“裸奇点，这远没有听起来那么古怪)。尽管如此，它还是类似于反向的引力坍缩。
因为广义相对论的方程允许白洞和大嘎吱声，曲速引擎和虫洞，并不是这些东西实际存在的在自然界中。引力中时间的不对称性不是固有的，但似乎源于物质和能量的行为:时间结束时的引力坍塌，时间开始时的初始膨胀。物理学家们仍在试图理解其中的深层含义。
马修·弗朗西斯是一位物理学家、科学作家、演说家、教育家，经常戴着一顶时髦的帽子。他目前正在写一本关于宇宙学的书，书名暂定《小路，黑暗的天空:宇宙之旅》．
