Црните и белите дупки во вселената се поврзани?!

Црните дупки поседуваат толку силни гравитации што дури ни светлината, најбрзото нешто во универзумот, не може да ги избегне. Невидливата сферична граница што го опкружува јадрото на црната дупка, кое ја означува нејзината точка од која нема враќање, е позната како нејзин хоризонт на настани.

Црната дупка е едно од предвидувањата од Ајнштајновата теорија за општа релативност. Едно друго предвидување е познато како бела дупка, која е спротивна на црната дупка: додека ништо не може да избега од хоризонтот на настани на црната дупка, ништо не може да влезе во хоризонтот на настани на белата дупка.

Претходните истражувања сугерираа дека црните и белите дупки се поврзани, при што материјата и енергијата паѓаат во црната дупка потенцијално извирајќи од бела дупка или од некаде на друго место во вселената или од сосема друг универзум. Во 2014 година, Карло Ровели, теоретски физичар на Универзитетот Екс-Марсеј во Франција, и неговите колеги сугерираа дека црните и белите дупки може да се поврзани на друг начин: кога ќе умрат црните дупки, тие може да стануваат бели дупки.

Во 1970-тите, теоретскиот физичар Стивен Хокинг пресмета дека сите црни дупки би требало да испаруваат маса со емитувањето радијација. Црните дупки што губат повеќе маса отколку што добиваат се очекува да се намалат и на крај да исчезнат.

Сепак, Ровели и неговите колеги сугерираа дека црните дупки што се намалуваат не може да исчезнат ако ткивото на просторот и времето било квантно – што значи, направено од неделиви количества познати како кванти. Простор-времето е квант во истражувањата што се обидуваат да ја обединат општата релативност (која може да ја објасни природата на гравитацијата) со квантната механика (која може да го опише однесувањето на сите познати честички), во една единствена теорија што може да ги објасни сите сили на универзумот.

Во студијата од 2014 година, Ровели и неговиот тим сугерираа дека откако една црна дупка ќе испари до степен кога повеќе не може да се намалува бидејќи простор-времето не може да се натисне во ништо помало, црната дупка што умира потоа би се вратила како бумеранг за да формира бела дупка.

„Заглавивме на фактот дека црната дупка станува бела дупка на крајот од своето испарување“, рече Ровели за Спејс.

За црните дупки денес се смета дека се формираат кога џиновски ѕвезди умираат во огромни експлозии познати како супернови, кои ги компресираат своите трупови во бескрајно густи точки познати како сингуларитети во срцата на црните дупки. Ровели и неговите колеги претходно процениле дека би била потребна црна дупка со маса еднаква на онаа на сонцето околу квадрилион пати постара од сегашната возраст на универзумот да се претвори во бела дупка.

Слика од супернова наречена РЦВ 86, направена од податоци на четири различни вселенски телескопи

Сепак, претходната работа во 1960-тите и 1970-тите години укажуваше на тоа дека црните дупки, исто така, може да се создале една секунда по Големата експлозија, поради случајните варирања на густината во топлиот, брзорастечки новороден универзум. Областите каде што овие варирања ја концентрирале материјата може да колабирале за да формираат црни дупки. Овие т.н. исконски црни дупки би биле многу помали од црните дупки од ѕвездена маса и би можеле да умрат за да формираат бели дупки во рамките на животниот век на универзумот, истакнуваат Ровели и неговите колеги.

Дури и белите дупки со микроскопски дијаметри би можеле да бидат доста големи, исто како што црните дупки помали од песочно зрно може да тежат повеќе од месечината. Сега, Ровели и коавторката на студијата, Франческа Видото од Универзитетот на Баскија во Шпанија, сугерираат дека овие микроскопски бели дупки може да ја сочинуваат темната материја.

Иако се смета дека темната материја сочинува пет шестини од целата материја во вселената, научниците не знаат од што е направена таа. Како што сугерира нејзиното име, темната материја е невидлива; таа не ја емитува, не ја одразува, па дури не ја ни блокира светлината. Како резултат на тоа, темната материја во моментов може да се следи само преку нејзините гравитациони ефекти врз нормалната материја, онаа од која се составени ѕвездите и галаксиите. Природата на темната материја во моментов е една од најголемите мистерии во науката.

Локалната густина на темната материја, според движењето на ѕвездите во близина на сонцето, е околу 1 процент од масата на сонцето на кубен парсек, што е околу 34,7 кубни светлосни години. За да ја објаснат оваа густина со белите дупки, научниците пресметале дека на 10.000 кубни километри е потребна една мала бела дупка (многу помала од протонот и околу еден милионити дел од грамот, што е еднакво на масата на „еден сантиметар човечко влакно“, според Ровели).

Овие бели дупки не би емитувале никакво зрачење и затоа што се многу помали од брановата должина на светлината, тие би биле невидливи. Ако се случи протонот да удри во некоја од овие бели дупки, белата дупка „едноставно ќе отскокне“, рече Ровели. „Тие не можат да голтнат ништо“. Ако црна дупка наиде на некоја од овие бели дупки, резултатот би бил една единствена поголема црна дупка, додава тој. Како идејата за невидливи, микроскопски бели дупки од почетокот на времето да не е доволно луда, Ровели и Видото понатаму сугерираат дека некои бели дупки во овој универзум, всушност, би можеле да постојат уште од пред Големата експлозија. Понатамошното истражување ќе открива како таквите бели дупки од некој претходен универзум може да помогнат да се објасни зошто времето тече само нанапред во овој сегашен универзум, а не и наназад, вели тој.

Ровели и Видото во детали ги објаснија своите наоди на интернет на 11 април во научен труд поднесен на годишниот натпревар на Фондацијата за истражување на гравитацијата за есеи за гравитацијата.