在我們的宇宙中，物理定律告訴我們所有可能存在的事物，但只有透過實際觀察、測量和試驗我們的宇宙本身，我們才能確定什麽是真正的現實。在愛因史坦的廣義相對論中，最早發現的可能性之一就是黑洞：一個空間區域，其中的物質和能量如此之多，以至於任何東西，甚至光，都無法從這個空間中逃脫。與此相反，還有一個同樣可能的數學解，即黑洞的反面：一個白洞，物質和能量會自發地從中湧現。透過多種不同型別的觀測，人們已經證明黑洞不僅在物理上真實存在，而且在整個宇宙中都相當豐富。那麽白洞呢？它們是什麽？它們在物理上也是真實存在的嗎？這是迄今為止最令人著迷的可能性之一。讓我們深入研究一下我們所知道的一切。
當物質塌縮時，它不可避免地會形成黑洞。羅傑·潘洛斯是第一個研究出時空物理學的人，它適用於空間中所有點和時間中所有觀察者，並控制著這樣的系統。從那時起，他的構想就一直是廣義相對論的黃金標準。
最初的想法是在牛頓重力的背景下提出的，但在 1915 年，愛因史坦的廣義相對論被發表，取代了牛頓的理論，並用更全面的重力定律取而代之。盡管如此，黑洞仍然存在：早在 1916 年，愛因史坦的理論就表明黑洞已經出現，並且還發現了具有電荷和角動量（即自旋）以及品質的黑洞版本。同樣，如果空間中某個區域的品質足夠大，黑洞的形成幾乎是不可避免的。
事件視界望遠鏡 (EHT) 合作計畫拍攝的兩個黑洞大小對比：位於梅西耶 87 星系中心的 M87* 和位於銀河系中心的人馬座 A* (Sgr A*)。盡管梅西耶 87 的黑洞由於時間變化緩慢而更容易成像，但從地球上看，銀河系中心周圍的黑洞是最大的。
根據相對論定律，黑洞事件視界內必定會發生的一件令人著迷的事情是奇異點的形成。奇異點——有時被戲稱為「上帝除以零的地方」——是物理定律失效的地方。在黑洞中，描述空間和時間的規則不再適用；就好像在那個位置，你對系統提出的任何物理問題都只能得到無稽之談的答案。
無論黑洞形成前的初始物質和能量配置如何，一旦物質塌縮並形成事件視界，奇異點的產生就無法避免。如果黑洞只有品質，奇異點將是一個點，被球形事件視界包圍。如果黑洞也有角動量（即如果它旋轉），那麽奇異點就會被抹成一個一維環：而且，物理定律仍然會沿著環的任何地方失效，再次為涉及時間或空間的任何問題提供無意義的答案。
盡管它們本身並不發射任何光，但是它們對物質的影響——從雙伴星到墜落的瓦斯和物質，再到被黑洞重力彎曲和扭曲的光子——幾十年來一直在揭示它們的存在，幾年前，人們直接對黑洞事件視界周圍彎曲的光進行了成像。
無論是在史瓦西黑洞的事件視界內還是事件視界外，空間流動的方式要麽像移動的人行道，要麽像瀑布，這取決於你想如何想象它。但在事件視界內，空間流動的速度比任何量子粒子的傳播速度（光速）都要快。因此，所有向外的力都不會向外移動，而是被向內拉向中心奇異點。如果你逆轉時間，一切都會倒流，取而代之的是白洞。
那麽如果那是一個黑洞，那麽白洞是什麽呢？
有兩種看待它的方式。一種是簡單地認識到廣義相對論是一種時間對稱理論：如果你觀察一個物質和能量系統在空間結構中隨時間的運動，你就無法判斷時鐘是向前還是向後執行。廣義相對論的預測在時間上是對稱的，這意味著物體在兩種情況下都按照相同的定律移動、加速和交互作用。
即使是奇異的情況也是如此。兩個黑洞以衰減的方式繞著彼此旋轉並行射重力波，它們遵循的物理規則與兩個繞著彼此旋轉並從周圍環境中吸收重力波的黑洞遵循的物理規則相同，隨著時間的推移，它們之間的距離越來越遠。一團收縮的物質雲會分裂成最終形成恒星的團塊，它遵循的規則與一系列膨脹的物質團塊遵循的規則相同，這些物質團塊會從其起點分離並擴散成一大團蓬松的雲。
物質塌縮形成事件視界，然後形成奇異點，即黑洞，遵循與奇異點完全相同的規則，從奇異點中產生物質和能量以及空間和時間。考慮時間反轉的黑洞是構想白洞的一種有效方法。
正如球面鏡外的整個宇宙將被編碼在鏡面的反射中一樣，黑洞內部發生的事情也有可能編碼出一個全新的宇宙。這可能也與我們的宇宙有關。
思考白洞的另一種方式不是反轉時間之箭，而是思考如果將空間視為可逆會發生什麽。在你絞盡腦汁思考這樣的事情如何可能之前，請註意我們在現實世界中有一個類似物：一個球形的鏡面球體。如果你在太空中放置一面球面鏡，你只需從正確的角度看鏡子，就能在其中看到整個外部宇宙的倒影。
其實，黑洞事件視界內外的時空行為與這種情況非常相似。如果你考慮一個僅由點品質定義的黑洞——即史瓦西黑洞——那麽無論黑洞的品質/能量值是多少，我們都可以為黑洞的事件視界定義一個特定的半徑（我們稱之為「 R 」）。
你可以問各種各樣的問題，比如距離黑洞任意距離的「空間會如何表現」，我們可以把這個距離稱為「 r 」。現在有三種情況：
1. r>R，這使我們處於事件視界之外。
2. r = R，這將我們置於事件視界。
3. 並且r < R，這使我們處於事件視界內。
點品質嚴重彎曲的時空圖，對應於位於黑洞事件視界之外的物理場景。隨著你越來越接近品質在時空中的位置，空間彎曲得更厲害，最終導致一個連光都無法逃脫的位置：事件視界。該位置的半徑僅由黑洞的品質、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律決定。非常了不起的是，如果你用它的倒數「R/r」替換「r/R」，你可以將黑洞的內部對映到外部，反之亦然，將黑洞的解轉化為白洞的解。
現在，最棘手的部份來了：反轉空間。我們所要做的就是將我們看到的r替換為其相對於事件視界的倒數：ℛ，我們可以將其定義為 ℛ = R² / r。
值得註意的是，我們現在同樣有三種情況，但一切都逆轉了！
1. ℛ > R，將我們置於事件視界內，
2. ℛ = R，將我們置於事件視界，
3. 並且 ℛ < R，這使我們處於事件視界之外。
盡管這對於黑洞來說是相反的條件，但描述空間和時間的方程式對於這兩種情況來說是相同的。
這意味著，如果我們假設黑洞被「翻轉」——這樣黑洞事件視界內部的每個點（包括r = 0 處的奇異點）現在都對應於黑洞事件視界外部的一個點（奇異點現在在r = ∞處無處不在），反之亦然——我們就會恢復相同的行為。唯一的區別是外面的東西現在在裏面，裏面的東西現在在外面；只是反轉了。這個「翻轉」的物體現在可以被認為是白洞，而不是黑洞。
當觀察者進入非旋轉黑洞時，你將無路可逃：你會被中心奇異點壓垮。然而，在旋轉的（克爾）黑洞中，穿過由環奇異點包圍的圓盤中心可能（實際上也可能）是通往新「反宇宙」的門戶，那裏的事物具有與我們已知的宇宙截然不同的內容。這可能意味著一個宇宙中的黑洞與另一個宇宙中由白洞驅動的誕生之間存在聯系。
物理學家經常想知道的一個問題是：當某個物體越過黑洞視界的另一側（即內部）時，它會去哪裏？當然，你可以簡單地說，「它會進入黑洞的中心奇異點」，但這是一個不能令人滿意的答案，尤其是因為我們知道物理定律在那個奇異點處失效。
人們經常考慮的一種可能性是，奇異點可能不僅僅是事物落入事件視界後「去往」的點，也可能是事物「出現」的點。它不僅僅是故事的「結局」，而且是另一個新故事的「開端」。
換句話說，完全有可能在特定時間和地點出現與大量物質和能量相對應的事件，而這些事件似乎也與奇異點相對應。我們的宇宙不僅可能有黑洞，也可能有白洞：事物似乎從初始奇異點開始的地方。物理學家們並不否認，在許多方面，這似乎與 138 億年前發生的一次非凡事件相對應，那就是熱大霹靂。
這是宇宙歷史的示意圖，從大霹靂到現在，以不斷膨脹的宇宙為背景。盡管許多人認為宇宙起源於奇異點，但我們無法確定。然而，正如黑洞「終結」於奇異點一樣，我們的宇宙及其膨脹狀態（引發了熱大霹靂）也可能起源於白洞奇異點。
這是否也意味著我們的宇宙和我們自己的熱大霹靂是從與白洞沒有太大區別的狀態中出現的，而這可能是由先前的宇宙形成黑洞而引起的，而我們的出現就是由此產生的？
只需稍加努力就能進行一項有趣的計算，這表明這個想法值得認真對待。如果將可觀測宇宙中的所有物質和放射線（所有原子、所有黑洞、所有暗物質、所有光子和所有微中子）加起來，你就會得到可觀測宇宙的有效「品質」值。（畢竟，如果愛因史坦最著名的方程式告訴我們E = mc² ，而且m = E/c²也是正確的，那麽我們就可以計算得出所有具有能量的事物的品質當量值。）如果你想象所有這些品質都用於形成黑洞，你可以計算出黑洞的預期半徑，其事件視界的品質當量與我們可觀測宇宙內部的品質當量相同。
當黑洞形成時，一個推測性但令人嘆為觀止的想法是，它會誕生一個新的嬰兒宇宙。如果是這樣的話，它可能會為我們自己的宇宙起源提供新的啟示，對我們的宇宙隨後形成的黑洞內部可能發生的事情產生令人著迷的影響。我們自己的可觀測宇宙中有足夠的物質和能量，如果我們要計算具有該值品質當量的事件視界的大小，它的半徑將是 165 億光年：約為實際測量值的三分之一。
「如果黑洞的品質相當於可觀測宇宙中所有物質和放射線的品質，那麽它的事件視界會有多大？」，你得到的答案是一個驚人的數位：大約 165 億光年。這大約是可觀測宇宙邊緣實際半徑的三分之一。事實上，如果沒有暗能量的存在——如果我們有更多的正常物質、暗物質、微中子或光子來代替暗能量，那麽這兩個值實際上會相等。
盡管我們沒有觀察到宇宙中存在白洞的任何證據，但我們經歷過大霹靂以及宇宙中存在黑洞的事實與每個已產生的黑洞的另一端都有一個「白洞」的想法相當一致。
事實上，如果你深入研究，問當你落過旋轉黑洞的外部事件視界時會發生什麽，你會發現你所經歷的與我們認為的宇宙在熱爆炸開始前所經歷的非常相似：一個指數膨脹的時期，非常類似於我們今天所知的宇宙膨脹。
從黑洞外部看，所有墜落的物質都會發光，並且始終可見，而事件視界後面的物質則無法逃出。但是，如果你是掉進黑洞的人，你的能量可能會作為新生宇宙中熱大霹靂的一部份重新出現。
但白洞真的存在嗎？事實是，我們從未見過，也不指望在我們的宇宙中找到一個。不幸的是，事件視界非常善於「隱藏」其另一邊發生的其他任何事情。在我們宇宙的每個黑洞的中心位置可能有一些非常有趣的東西，但我們永遠無法接近它們。在宇宙膨脹及其後果開始之前，我們的宇宙誕生的任何東西中可能都發生了一些非常有趣的事情，但我們無法獲得有關當時的任何資訊。
盡管我們可能厭惡它，但嚴肅的事實是，宇宙中存在的資訊量是有限的，這使得我們無法重建這些事件「另一邊」正在發生的事情（或發生了什麽）。值得記住的是，廣義相對論承認白洞與黑洞的可能性相同，但在我們的宇宙中只發現了黑洞的觀測證據。雖然數學可以告訴你可能發生的情況，但只有觀察、測量和實驗才能告訴你宇宙中發生了什麽。白洞仍然是一個有趣的可能性，但目前，它們的存在只能說是推測性的。
