Мистерии и загадки4 октомври 2023

Има ли във Вселената бели дупки

Ако заснемем филм за образуването на черна дупка и го пуснем назад – ще стигнем до концепцията за бяла дупка

Илюстрация: Wikimedia Commons

За черните дупки във Вселената се говори и пише много. Но какво да кажем за техните огледални близнаци, белите дупки? Съществуват ли те и ако е така, къде са?

За да разберем природата на белите дупки, първо трябва да разгледаме много по-познатите черни дупки. Те са пространства на пълен гравитационен колапс. В тях гравитацията е надвила всички други вселенски сили и е компресирала материята до безкрайно малка точка, известна като сингулярност. Около тази сингулярност е хоризонтът на събитията, който не е физическа, осезаема граница, а просто очертание около сингулярността, където гравитацията е толкова силна, че нищо, дори светлината, не може да проникне.

Отдавна знаем как Вселената образува черни дупки. Когато масивна звезда умира, огромната й тежест се стоварва върху ядрото й смайзвайки го и предизвиквайки създаването на черна дупка. Всяка материя или радиация, които се движат твърде близо до черната дупка, се улавят от силната гравитация и се изтеглят под хоризонта на събитията към крайната гибел.

За процеса на образуване на черни дупки и как те взаимодействат със своята среда ни е разказал Айнщайн в общата теория на относителността. За да стигнем до концепцията за бяла дупка, трябва да признаем, че общата теория на относителността не се интересува от потока на времето. Уравненията са симетрични на времето, което означава, че математиката работи перфектно напред или назад във времето.

Така че, ако трябва да заснемем филм на образуването на черна дупка и да го пуснем наобратно, ще открием обект, излъчващ радиация и частици. В крайна сметка той щеше да избухне, оставяйки след себе си масивна звезда. Това е бяла дупка и според общата теория на относителността този сценарий е напълно реалистичен.

Белите дупки биха били още по-странни от черните. Те все още биха имали сингулярности в своите центрове и хоризонти на събитията на своите граници. Те все още биха били масивни, гравитиращи обекти. Но всеки материал, който влезе в бялата дупка, незабавно ще бъде изхвърлен със скорост, по-голяма от тази на светлината, което кара бялото сияние да блести свирепо.

Всичко от външната страна на бяла дупка никога няма да може да влезе в нея, защото ще трябва да пътува по-бързо от скоростта на светлината, за да премине навътре през хоризонта на събитията.

Но ако белите дупки се допускат от математиката на общата теория на относителността, тогава защо не подозираме, че те съществуват в реалната вселена? Отговорът е, че общата теория на относителността не е единственият източник за познание на за Космоса. Има и други клонове на физиката, които ни разказват за вътрешното функциониране на Вселената, като например теориите за електромагнетизма и термодинамиката.

За съжаление, белите дупки биха били невероятно нестабилни. Те все още ще гравитират и ще дърпат материал към себе си, но нищо няма да може да пресече хоризонтите на събитията. Веднага щом нещо, дори един фотон (частица светлина) се приближи до бяла дупка, тя ще бъде обречена. Ако частицата се приближи до хоризонта на събитията, тя няма да може да го пресече. В крайна сметка частицата ще има толкова много енергия, че ще предизвика колапса на бялата дупка в черна дупка, слагайки край на нейното съществуване.

И така, колкото и забавни и умопомрачителни да изглеждат белите дупки, те не са характеристики на истинската Вселена – просто призраци, обитаващи математиката на общата теория на относителността.

Източник