在我们的宇宙中，物理定律告诉我们所有可能存在的事物，但只有通过实际观察、测量和试验我们的宇宙本身，我们才能确定什么是真正的现实。在爱因斯坦的广义相对论中，最早发现的可能性之一就是黑洞：一个空间区域，其中的物质和能量如此之多，以至于任何东西，甚至光，都无法从这个空间中逃脱。与此相反，还有一个同样可能的数学解，即黑洞的反面：一个白洞，物质和能量会自发地从中涌现。通过多种不同类型的观测，人们已经证明黑洞不仅在物理上真实存在，而且在整个宇宙中都相当丰富。那么白洞呢？它们是什么？它们在物理上也是真实存在的吗？这是迄今为止最令人着迷的可能性之一。让我们深入研究一下我们所知道的一切。
当物质坍缩时，它不可避免地会形成黑洞。罗杰·彭罗斯是第一个研究出时空物理学的人，它适用于空间中所有点和时间中所有观察者，并控制着这样的系统。从那时起，他的构想就一直是广义相对论的黄金标准。
最初的想法是在牛顿引力的背景下提出的，但在 1915 年，爱因斯坦的广义相对论被发表，取代了牛顿的理论，并用更全面的引力定律取而代之。尽管如此，黑洞仍然存在：早在 1916 年，爱因斯坦的理论就表明黑洞已经出现，并且还发现了具有电荷和角动量（即自旋）以及质量的黑洞版本。同样，如果空间中某个区域的质量足够大，黑洞的形成几乎是不可避免的。
事件视界望远镜 (EHT) 合作项目拍摄的两个黑洞大小对比：位于梅西耶 87 星系中心的 M87* 和位于银河系中心的人马座 A* (Sgr A*)。尽管梅西耶 87 的黑洞由于时间变化缓慢而更容易成像，但从地球上看，银河系中心周围的黑洞是最大的。
根据相对论定律，黑洞事件视界内必定会发生的一件令人着迷的事情是奇点的形成。奇点——有时被戏称为「上帝除以零的地方」——是物理定律失效的地方。在黑洞中，描述空间和时间的规则不再适用；就好像在那个位置，你对系统提出的任何物理问题都只能得到无稽之谈的答案。
无论黑洞形成前的初始物质和能量配置如何，一旦物质坍缩并形成事件视界，奇点的产生就无法避免。如果黑洞只有质量，奇点将是一个点，被球形事件视界包围。如果黑洞也有角动量（即如果它旋转），那么奇点就会被抹成一个一维环：而且，物理定律仍然会沿着环的任何地方失效，再次为涉及时间或空间的任何问题提供无意义的答案。
尽管它们本身并不发射任何光，但是它们对物质的影响——从双伴星到坠落的气体和物质，再到被黑洞引力弯曲和扭曲的光子——几十年来一直在揭示它们的存在，几年前，人们直接对黑洞事件视界周围弯曲的光进行了成像。
无论是在史瓦西黑洞的事件视界内还是事件视界外，空间流动的方式要么像移动的人行道，要么像瀑布，这取决于你想如何想象它。但在事件视界内，空间流动的速度比任何量子粒子的传播速度（光速）都要快。因此，所有向外的力都不会向外移动，而是被向内拉向中心奇点。如果你逆转时间，一切都会倒流，取而代之的是白洞。
那么如果那是一个黑洞，那么白洞是什么呢？
有两种看待它的方式。一种是简单地认识到广义相对论是一种时间对称理论：如果你观察一个物质和能量系统在空间结构中随时间的运动，你就无法判断时钟是向前还是向后运行。广义相对论的预测在时间上是对称的，这意味着物体在两种情况下都按照相同的定律移动、加速和相互作用。
即使是奇异的情况也是如此。两个黑洞以衰减的方式绕着彼此旋转并发射引力波，它们遵循的物理规则与两个绕着彼此旋转并从周围环境中吸收引力波的黑洞遵循的物理规则相同，随着时间的推移，它们之间的距离越来越远。一团收缩的物质云会分裂成最终形成恒星的团块，它遵循的规则与一系列膨胀的物质团块遵循的规则相同，这些物质团块会从其起点分离并扩散成一大团蓬松的云。
物质坍缩形成事件视界，然后形成奇点，即黑洞，遵循与奇点完全相同的规则，从奇点中产生物质和能量以及空间和时间。考虑时间反转的黑洞是构想白洞的一种有效方法。
正如球面镜外的整个宇宙将被编码在镜面的反射中一样，黑洞内部发生的事情也有可能编码出一个全新的宇宙。这可能也与我们的宇宙有关。
思考白洞的另一种方式不是反转时间之箭，而是思考如果将空间视为可逆会发生什么。在你绞尽脑汁思考这样的事情如何可能之前，请注意我们在现实世界中有一个类似物：一个球形的镜面球体。如果你在太空中放置一面球面镜，你只需从正确的角度看镜子，就能在其中看到整个外部宇宙的倒影。
其实，黑洞事件视界内外的时空行为与这种情况非常相似。如果你考虑一个仅由点质量定义的黑洞——即史瓦西黑洞——那么无论黑洞的质量/能量值是多少，我们都可以为黑洞的事件视界定义一个特定的半径（我们称之为「 R 」）。
你可以问各种各样的问题，比如距离黑洞任意距离的「空间会如何表现」，我们可以把这个距离称为「 r 」。现在有三种情况：
1. r>R，这使我们处于事件视界之外。
2. r = R，这将我们置于事件视界。
3. 并且r < R，这使我们处于事件视界内。
点质量严重弯曲的时空图，对应于位于黑洞事件视界之外的物理场景。随着你越来越接近质量在时空中的位置，空间弯曲得更厉害，最终导致一个连光都无法逃脱的位置：事件视界。该位置的半径仅由黑洞的质量、电荷和角动量、光速和广义相对论定律决定。非常了不起的是，如果你用它的倒数「R/r」替换「r/R」，你可以将黑洞的内部映射到外部，反之亦然，将黑洞的解转化为白洞的解。
现在，最棘手的部分来了：反转空间。我们所要做的就是将我们看到的r替换为其相对于事件视界的倒数：ℛ，我们可以将其定义为 ℛ = R² / r。
值得注意的是，我们现在同样有三种情况，但一切都逆转了！
1. ℛ > R，将我们置于事件视界内，
2. ℛ = R，将我们置于事件视界，
3. 并且 ℛ < R，这使我们处于事件视界之外。
尽管这对于黑洞来说是相反的条件，但描述空间和时间的方程对于这两种情况来说是相同的。
这意味着，如果我们假设黑洞被「翻转」——这样黑洞事件视界内部的每个点（包括r = 0 处的奇点）现在都对应于黑洞事件视界外部的一个点（奇点现在在r = ∞处无处不在），反之亦然——我们就会恢复相同的行为。唯一的区别是外面的东西现在在里面，里面的东西现在在外面；只是反转了。这个「翻转」的物体现在可以被认为是白洞，而不是黑洞。
当观察者进入非旋转黑洞时，你将无路可逃：你会被中心奇点压垮。然而，在旋转的（克尔）黑洞中，穿过由环奇点包围的圆盘中心可能（实际上也可能）是通往新「反宇宙」的门户，那里的事物具有与我们已知的宇宙截然不同的属性。这可能意味着一个宇宙中的黑洞与另一个宇宙中由白洞驱动的诞生之间存在联系。
物理学家经常想知道的一个问题是：当某个物体越过黑洞视界的另一侧（即内部）时，它会去哪里？当然，你可以简单地说，「它会进入黑洞的中心奇点」，但这是一个不能令人满意的答案，尤其是因为我们知道物理定律在那个奇点处失效。
人们经常考虑的一种可能性是，奇点可能不仅仅是事物落入事件视界后「去往」的点，也可能是事物「出现」的点。它不仅仅是故事的「结局」，而且是另一个新故事的「开端」。
换句话说，完全有可能在特定时间和地点出现与大量物质和能量相对应的事件，而这些事件似乎也与奇点相对应。我们的宇宙不仅可能有黑洞，也可能有白洞：事物似乎从初始奇点开始的地方。物理学家们并不否认，在许多方面，这似乎与 138 亿年前发生的一次非凡事件相对应，那就是热大爆炸。
这是宇宙历史的示意图，从大爆炸到现在，以不断膨胀的宇宙为背景。尽管许多人认为宇宙起源于奇点，但我们无法确定。然而，正如黑洞「终结」于奇点一样，我们的宇宙及其膨胀状态（引发了热大爆炸）也可能起源于白洞奇点。
这是否也意味着我们的宇宙和我们自己的热大爆炸是从与白洞没有太大区别的状态中出现的，而这可能是由先前的宇宙形成黑洞而引起的，而我们的出现就是由此产生的？
只需稍加努力就能进行一项有趣的计算，这表明这个想法值得认真对待。如果将可观测宇宙中的所有物质和辐射（所有原子、所有黑洞、所有暗物质、所有光子和所有中微子）加起来，你就会得到可观测宇宙的有效「质量」值。（毕竟，如果爱因斯坦最著名的方程告诉我们E = mc² ，而且m = E/c²也是正确的，那么我们就可以计算得出所有具有能量的事物的质量当量值。）如果你想象所有这些质量都用于形成黑洞，你可以计算出黑洞的预期半径，其事件视界的质量当量与我们可观测宇宙内部的质量当量相同。
当黑洞形成时，一个推测性但令人叹为观止的想法是，它会诞生一个新的婴儿宇宙。如果是这样的话，它可能会为我们自己的宇宙起源提供新的启示，对我们的宇宙随后形成的黑洞内部可能发生的事情产生令人着迷的影响。我们自己的可观测宇宙中有足够的物质和能量，如果我们要计算具有该值质量当量的事件视界的大小，它的半径将是 165 亿光年：约为实际测量值的三分之一。
「如果黑洞的质量相当于可观测宇宙中所有物质和辐射的质量，那么它的事件视界会有多大？」，你得到的答案是一个惊人的数字：大约 165 亿光年。这大约是可观测宇宙边缘实际半径的三分之一。事实上，如果没有暗能量的存在——如果我们有更多的正常物质、暗物质、中微子或光子来代替暗能量，那么这两个值实际上会相等。
尽管我们没有观察到宇宙中存在白洞的任何证据，但我们经历过大爆炸以及宇宙中存在黑洞的事实与每个已产生的黑洞的另一端都有一个「白洞」的想法相当一致。
事实上，如果你深入研究，问当你落过旋转黑洞的外部事件视界时会发生什么，你会发现你所经历的与我们认为的宇宙在热爆炸开始前所经历的非常相似：一个指数膨胀的时期，非常类似于我们今天所知的宇宙膨胀。
从黑洞外部看，所有坠落的物质都会发光，并且始终可见，而事件视界后面的物质则无法逃出。但是，如果你是掉进黑洞的人，你的能量可能会作为新生宇宙中热大爆炸的一部分重新出现。
但白洞真的存在吗？事实是，我们从未见过，也不指望在我们的宇宙中找到一个。不幸的是，事件视界非常善于「隐藏」其另一边发生的其他任何事情。在我们宇宙的每个黑洞的中心位置可能有一些非常有趣的东西，但我们永远无法接近它们。在宇宙膨胀及其后果开始之前，我们的宇宙诞生的任何东西中可能都发生了一些非常有趣的事情，但我们无法获得有关当时的任何信息。
尽管我们可能厌恶它，但严肃的事实是，宇宙中存在的信息量是有限的，这使得我们无法重建这些事件「另一边」正在发生的事情（或发生了什么）。值得记住的是，广义相对论承认白洞与黑洞的可能性相同，但在我们的宇宙中只发现了黑洞的观测证据。虽然数学可以告诉你可能发生的情况，但只有观察、测量和实验才能告诉你宇宙中发生了什么。白洞仍然是一个有趣的可能性，但目前，它们的存在只能说是推测性的。
