Wyobraź sobie obszar w przestrzeni, do którego nie może przeniknąć ani jedna cząstka materii. Wypluwa niewiarygodnie potężne strumienie promieniowania i świeci z mocą tysięcy zwykłych gwiazd. To jest biała dziura, tajemnicza „antypoda” czarnej dziury.
Czarne dziury to jedne z najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie. Uważa się, że te niezwykłe regiony są zapadającymi się rdzeniami martwych gwiazd i są powszechnie znane ze swojej zdolności do zatrzymywania dowolnej materii poprzez silne przyciąganie grawitacyjne. O ile astronomowie dziś wiedzą, czarne dziury są tak gęste i masywne, że nic nie może opuścić ich horyzontu zdarzeń. Nie są to jednak jedyne kosmiczne „dziury”.
Bezmasowa osobliwość
Powiedzmy, że próbujesz stworzyć model matematyczny opisujący czasoprzestrzeń wokół czarnej dziury. W pewnym momencie bierzesz i po prostu … odejmujesz od obliczeń całą masę, całą naprawdę istniejącą materię. To, co ostatecznie pozostaje w równaniu, jest znane teoretykom jako „biała dziura” lub bezmasowa osobliwość.
Jak sama nazwa wskazuje, i jak wielu już się prawdopodobnie domyślało, biała dziura jest antypodem czarnej. Jego koncepcja pojawiła się po raz pierwszy w latach 70. XX wieku i do dziś astrofizycy nie przestają się nią bawić.
Jeśli horyzont zdarzeń czarnej dziury uniemożliwia nawet światłu osiągnięcie prędkości separacji, dla bieli ten obszar jest absolutną, nieprzeniknioną tarczą. Nie da się uciec z czarnej dziury i nie można przeniknąć do białej. Czarna dziura pochłania materię, biała ją wypluwa. Jeśli wyobrażasz sobie istnienie takiego obiektu w prawdziwym świecie, będzie to niesamowicie jasny obiekt, który promieniuje energię w kosmos z potworną siłą.
Do tej pory astronomowie nigdy nie zaobserwowali białej dziury. Niektórzy fizycy uważają, że w rzeczywistym świecie takie obiekty nie mogą istnieć z definicji, ponieważ istnieje wiele powodów.
Film promocyjny:
Pierwszym i najbardziej podstawowym jest mechanizm formacji. Mamy już wiarygodne modele pochodzenia czarnych dziur, nawet jeśli są to tylko hipotezy. Jednak, aby pojawiła się biała dziura, konieczne jest dosłowne cofnięcie czasu, a to graniczy z science fiction. W rzeczywistości obiekt musi zaczynać się w osobliwości i poruszać się w przeciwnym kierunku, aż ponownie zgromadzi się w gwiazdę. Wymagałoby to zmniejszenia entropii, co rażąco narusza drugą zasadę termodynamiki.
Osobliwość też nie jest taka prosta. Jedynym sposobem ustalenia obecności osobliwości jest określenie jej fizycznych współrzędnych we Wszechświecie. Innymi słowy, należy wstępnie uformować określony obszar przestrzeni za pomocą gotowego szablonu w postaci osobliwości. Astrofizyk Karen Masters wyjaśnia, że do tej pory naukowcy nie mieli żadnego powodu, by sądzić, że taka „szablonowa” formacja Wszechświata w ogóle miała miejsce.
Kiedy mit się spełnia
Ale wyobraźmy sobie na chwilę, że w prawdziwym świecie rzeczywiście pojawiła się biała dziura. Zgodnie z równaniami matematycznymi, w czasoprzestrzeni nie może znajdować się w nim nic, łącznie z czarną dziurą. Oznacza to, że nawet rozmiar tej materii nie jest ważny: gdy tylko w jakiś sposób dostanie się we wskazany obszar przestrzeni, sam fakt istnienia białej dziury w tym regionie staje się niemożliwy. W kosmosie jest dużo materii. Innymi słowy, jeśli we Wszechświecie rodzi się biała dziura, istnieje ona przez bardzo krótki czas. A jeśli przyjmiemy, że takie dziury istniały na świecie od początku, od momentu jego powstania, to zostałyby zniszczone miliardy lat, zanim nawet ślad życia pojawiłby się w głębinach pierwotnego oceanu Ziemi.
Więc dzisiaj białe dziury istnieją tylko na papierze. Należy jednak zauważyć, że do niedawna czarne dziury były również piękną teorią. W rzeczywistości naukowcy odkryli nawet we wszechświecie zjawisko, które można wytłumaczyć istnieniem białych dziur. Nazywa się rozbłysk gamma. To jedno z najjaśniejszych i najbardziej energetycznych wydarzeń w kosmosie, podczas którego w ciągu 10 sekund wyemitowane jest więcej energii, niż nasze Słońce może wytworzyć w ciągu 10 miliardów lat!
Wybuchom promieniowania gamma towarzyszy szczątkowa poświata, wskazująca, że jest to wynikiem eksplozji gwiazdy. W 2017 roku astronomowie mieli nawet szczęście obserwować taki wybuch spowodowany zderzeniem dwóch gwiazd neutronowych. To obaliło szereg hipotez - kilka lat wcześniej naukowcy zakładali, że osławione białe dziury były źródłem rozbłysków gamma. Jednak w trakcie dyskusji narodził się dość śmiały, ale bardziej realistyczny pomysł: a co, jeśli Wielki Wybuch był naprawdę tylko supermasywną białą dziurą?
Istnieje jeszcze jedna ciekawa hipoteza, zgodnie z którą biała dziura jest ostatnim etapem rozwoju czarnej dziury. Prawdopodobnie nie obserwujemy ich tylko dlatego, że nasz Wszechświat jest dość młody i żadna czarna dziura nie zdążyła jeszcze wystarczająco „zestarzeć”. Tak czy inaczej, entuzjazm astronomów nie słabnie i nadal poszukują oni pośród ogromnych przestrzeni kosmosu śladów wskazujących na obecność tych fenomenalnych zjawisk.
Wasilij Makarow