Чёрные дыры в Зазеркалье, или несколько гипотез о белых дырах

Всем известно, что чёрные дыры поглощают всё, что оказывается близко, даже свет. А как насчёт их противоположностей? Могут ли в обширном безграничном космосе существовать белые дыры, которые выпускают материю и энергию в пустоту, но при этом ничего не поглощают?

Нашему сознанию привычно, что если где-то выключается, значит, в другом месте включается. Так и белые дыры представляют собой необходимый баланс чёрным. Куда-то ведь должно попадать всё исчезнувшее.

Вопрос о существовании белых дыр остаётся открытым. Однако это не останавливает учёных от размышлений, как бы они выглядели, если всё-таки были реальны. Согласно некоторым предположениям, белые дыры даже могли бы разрешить давние вопросы: от природы тёмной материи до природы самой Вселенной.

У вас Вселенная дырявая!

Гипотезы о происхождении белых дыр восходят к общей теории относительности Эйнштейна. Некоторые решения сложных уравнений теории подтверждают существование чёрных дыр. Но, как оказалось, другие решения указывают на реальность белых. И чёрные, и белые дыры имеют равные шансы на существование, по крайней мере математически.

Чёрные и белые дыры переплетены между собой, что видно даже по их названиям. Астрофизики NASA определили последние как «развёрнутые назад во времени чёрные дыры». Промотайте назад видеозапись чёрной дыры — получите белую. И наоборот.

Некоторые интерпретации довольно буквальны. В них говорится, что белая дыра может быть просто другим концом чёрной, а соединены они теоретическим тоннелем времени-пространства. Он называется кротовой норой или червоточиной. Материя и энергия, которые исчезли в чёрной дыре, появятся из белой дыры в этой или другой Вселенной.

Но не спешите в чёрную дыру прямо сейчас в надежде попасть в Страну чудес. Из-за разрывающей гравитации всё, что останется от вас и выйдет на другом конце белой дыры, — только искорёженные обломки.

Перерождение чёрных дыр

Другая интерпретация того, как могли бы выглядеть белые дыры, появилась в 2014 году. Тогда учёные предположили, что они могут происходить из «трупов» чёрных дыр. На данный момент считается, что чёрные дыры всё же могут излучать (излучение Хокинга), что приводит к их медленному испарению. И, в конце концов, чёрные дыры просто исчезают. Однако некоторые законы Вселенной указывают на то, что это невозможно. Как квантуются свет и материя — образуют дискретные неделимые порции энергии (кванты) — так же само пространство-время может разбиваться на отдельные кусочки.

Если это так, то чёрная дыра может сжиматься, пока не дойдёт до определённого лимита. В этот момент случится «квантовый скачок», и сужающаяся чёрная дыра превратится в расширяющуюся белую. Звучит фантастично, но этому есть математические подтверждения.

Данная идея могла бы решить ряд проблем физики. Во-первых, легко разрешимым стал бы информационный парадокс чёрных дыр. Парадокс утверждает, что информация, которая попадает в чёрную дыру, полностью исчезнет с её смертью. Однако информация считается нерушимой и никогда не может быть полностью уничтожена. Квантовые скачки чётко решили бы эту проблему: вся информация, попавшая в чёрную дыру, снова была бы выброшена, когда дыра станет белой.

Другая головная боль учёных, которую также могли бы объяснить белые дыры — тёмная материя. Проблема в том, что может существовать что-то, что соединяет части Вселенной, хотя визуальных подтверждений этому нет. Современная наука называет эту невидимую связку тёмной материей. Это загадочное вещество, которое не взаимодействует со светом или любой известной силой природы за исключением гравитации. Точная природа тёмной материи неясна, предположительно, она составляет около 84% всей материи Вселенной. Исследование [1] 2018 года предполагает, что белые дыры, возможно, составляют большую часть тёмной материи, поскольку они состоят из загадочного вещества и их сложно обнаружить.

Рождение Вселенной

Заключительная трактовка белых дыр заключается в следующем. Как сказал астрофизик Эзекиль Трейстер: «Можете считать Большой взрыв белой дырой в высшей инстанции».

На самом деле, всё не так дико, как звучит. Математика в основном одинаково объясняет излучение белых дыр и возникновение Большого взрыва. При этом оба явления остаются непостижимыми. Сложно даже подумать, что происходило до Большого взрыва и вызвало его. Наше представление о белых дырах довольно смутное: уравнения Эйнштейна предполагают, что белые дыры могут существовать, однако не описывают, как они формируются.

Уже накопилось много параллелей, которые указывают, что Большой взрыв и белые дыры — это одно и то же. «Белая дыра не может быть чем-то создана, — сказал Трейстер. — Поэтому единственная возможность её существования — это происхождение самой Вселенной из такой дыры». Вероятно, что мы и вся Вселенная — это то, что белая дыра размером в 13,8 млрд лет испустила из себя.

Чтобы какая-то из этих гипотез оказалась верна, необходимо доказать, что белые дыры вообще существуют. Как считает астрофизик Кевин Шавински: «Белые дыры гипотетичны, и нет никаких оснований думать, что они существуют». То, что белые дыры, как и многие другие предполагаемые объекты, могут существовать, ещё не значит, что они существуют. Но это также не значит, что о них не стоит думать;)

[1] https://arxiv.org/abs/1804.04147

Источник: www.astronomy.com

Комментарии: