Większość ludzi ma podstawowe pojęcie o czarnej dziurze: niezwykłe zniekształcenie struktury przestrzeni i czasu, które nieustannie pochłania każdą substancję na tyle głupią, aby zbliżyć się do niej. Nieodparte przyciąganie grawitacyjne czarnej dziury jest tak ogromne, że nawet światło nie może zostać uwolnione, co sprawia, że te kosmiczne zjawiska są całkowicie nieoświetlone i można je obserwować jedynie poprzez ich oddziaływanie na pobliską materię. W tym przypadku naukowcy poszukują białe dziury.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o poszukiwaniu białych dziur i co o tym wiadomo.
Co to jest biała dziura i jak powstaje?
Teoria naukowa, która dokładnie przewidywała obecność czarnych dziur, postuluje również istnienie białych dziur, które w istocie są przeciwieństwem czarnych dziur. The czarne dziury mają nienasycony apetyt na materię i energię, podczas gdy białe dziury (w teorii) Nieustannie emitują energię w kosmos. Uważa się, że tak jak nic nie może uciec ze szponów czarnej dziury, tak nic nie powinno mieć możliwości przedostania się do białej dziury.
Mówiąc najprościej, białą dziurę można postrzegać jako czarną dziurę, która odwraca swój bieg w czasie. Białe dziury mają pewne wspólne cechy z czarnymi dziurami, w tym masę, moment pędu lub „spin” i ładunek elektryczny.
Jak czarne dziury, Białe dziury mają masę i zdolność przyciągania do siebie materii, przynajmniej na początku. Istnieje jednak zasadnicza różnica w sposobie interakcji materii i światła z horyzontem zdarzeń tych dwóch zjawisk kosmicznych. Chociaż obiekty przekraczające horyzont zdarzeń czarnej dziury nie mogą dotrzeć do „horyzontu antyzdarzeń” białej dziury, możliwe jest, że materia zbliżająca się do horyzontu zdarzeń białej dziury zostanie z siłą wyrzucona.
Różnice pomiędzy czarnymi i białymi dziurami
Czarne i białe dziury różnią się głównie sposobem powstawania. Badania przeprowadzone przez J. Roberta Oppenheimera i jego zespół pozwoliły nam zrozumieć, że kiedy masywna gwiazda kończy swój żywot w wyniku spalania paliwa jądrowego, ulega zapadnięciu grawitacyjnemu. To zapadnięcie powoduje powstanie zewnętrznych warstw Gwiazda rozpada się w wyniku eksplozji supernowej, podczas gdy rdzeń zapada się i powstaje czarna dziura.
W hipotetycznym scenariuszu, w którym nieznośny ból mógłby zostać odwrócony, zaprzeczając wszelkim zasadom przyczynowości, nie objawiałby się on jako biała dziura, jak postulują matematyczne modele Kruskala czy Nowikowa. Raczej ten kosmiczny mechanizm przewijania po prostu przeniósłby nas z powrotem do umierającej gwiazdy.
Zgodnie z naszą najlepszą obecną wiedzą, Nie jest znany żaden proces fizyczny we wszechświecie, który mógłby spowodować powstanie białej dziury.
Teoria względności i białe dziury
Przewidywanie białych dziur jest bezpośrednim wynikiem ogólnej teorii względności. Zanim zagłębimy się w temat białych dziur, musimy najpierw rozważyć monumentalny wkład teorii grawitacji Alberta Einsteina, czyli ogólną teorię względności.
Przełomowa teoria grawitacji Einsteina, znana jako ogólna teoria względności, zadebiutowała w 1915 roku i wywołała poruszenie wśród fizyków. Wcześniej dominującym wyjaśnieniem był opis grawitacji dokonany przez Izaaka Newtona, który działał skutecznie na mniejszą skalę, ale konsekwentnie zawodził w obliczu złożoności fizyki w większych rozmiarach.
Kluczowa różnica między rozumieniem grawitacji przez Einsteina i Newtona polega na ich konceptualizacji roli przestrzeni i czasu. Podczas gdy Newton postrzegał je jedynie jako tło dla rozwoju uniwersalnych wydarzeń, Ogólna teoria względności zaproponowała, że „czasoprzestrzeń” jest dynamiczną jednostką aktywnie zaangażowaną w kształtowanie kosmicznej narracji.
Przyczyna tego zjawiska jest zakorzeniona w zasadach ogólnej teorii względności, która głosi, że zatrzymanie się obiektu o masie w czasoprzestrzeni powoduje zniekształcenie samej struktury czasoprzestrzeni. Wielkość tego zniekształcenia jest wprost proporcjonalna do masy obiektu i to z tego zniekształcenia powstaje grawitacja. Dlatego przyciąganie grawitacyjne Słońca jest silniejsze niż Ziemi. Zniekształcenie czasoprzestrzeni przez Słońce jest bardziej wyraźne. W konsekwencji, To zniekształcenie służy jako przewodnik dla energii i materii, dyktując ich ruch w sferze przestrzeni.
Białe dziury i teoria wieloświata
Jeśli rzeczywiście istnieje multiwers składający się z wielu wszechświatów, brak białych dziur w naszym wszechświecie sugeruje możliwość istnienia wszechświata składającego się wyłącznie z białych dziur, gdzie czarne dziury są całkowicie nieobecne.
Przyczyną tego zjawiska może być fakt, że czas działa jako system jednokierunkowy w każdym indywidualnym wszechświecie wieloświata. W naszym własnym wszechświecie Czas płynie wyłącznie z nieskończoną przyszłością, co w konsekwencji zapobiega tworzeniu się białych dziur. Wręcz przeciwnie, w multiwersie równoległym czas płynie wyłącznie w odwrotnym kierunku, z nieskończoną przeszłością, co uniemożliwia istnienie czarnych dziur, ale pozwala na obecność białych dziur.
Czy możemy obserwować białe dziury?
Według fizyka-teoretyka Carlo Rovelliego enigmatyczna ciemna materia przenikająca Wszechświat może mieć swoje źródło w białych dziurach. Poprzez obliczenia Rovelli ustalił, że pojedyncza mała biała dziura na 10.000 12 kilometrów sześciennych, znacznie mniejsza od protonu i ważąca zaledwie jedną milionową grama, co odpowiada masie ludzkiego włosa o średnicy XNUMX cm, może wyjaśniać obecność ciemnych cząstek. materii w galaktycznym środowisku naszego Słońca. Te niewidzialne białe dziury, które nie emitują promieniowania, pozostałyby niewykrywalne ze względu na ich nieskończenie małe rozmiary. Rovelli wyjaśnia, że gdyby proton zderzył się z jedną z tych białych dziur, po prostu by się odbił, ponieważ Nie mają możliwości skonsumowania czegokolwiek.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiecie się więcej na temat możliwego istnienia białych dziur i ich charakterystyki.