Есть ли белые дыры?

Существуют ли белые дыры?

У моряков есть кракены и прочие морские чудища. У физиков есть белые дыры: космические творения, которые находятся где-то между былью и небылью. Их никто не наблюдал в реальном мире: они существуют только в виде математических монстров. Однако новые исследования показывают, что если теория под названием петлевая квантовая гравитация окажется верной, белые дыры могут стать реальностью — возможно, мы уже наблюдаем их.

Белая дыра

Грубо говоря, белая дыра — это противоположность черной дыры. Черная дыра, в свою очередь, — это место, куда можно попасть, но откуда нельзя выйти; белая дыра, соответственно, — это место, из которого можно выйти, но никогда нельзя вернуться. Физик Калифорнийского технологического университета Шон Кэролл говорит: «Белая дыра как математически, так и геометрически является точно такой же, как и черная». В частности, это сводится к двум основным аспектам: сингулярности, в которой масса сдавливается в точку с бесконечной плотностью, и горизонту событий, невидимой точке невозврата, впервые описанной математически немецким физиком Карлом Шварцшильдом в 1916 году. Для черной дыры горизонт событий представляет собой точку одностороннего входа; для белой — только выхода.

Есть масса доказательств того, что черные дыры действительно существуют, и астрофизики примерно представляют, чем же они являются на самом деле. Чтобы представить, как могла образоваться белая дыра, нам нужно выйти из астрономической плоскости. Один из вариантов — вращающаяся черная дыра. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, вращение сворачивает сингулярность в кольцо, что в теории позволяет путешествовать через вращающуюся черную дыру и не быть уничтоженным. Уравнения общей теории относительности предполагают, что попавший в такую черную дыру может пройти через туннель пространства-времени (червоточину) и выйти из белой дыры, попав в совершенно другой регион пространства-времени.

Хотя математические решения для таких дыр существуют, «они не реалистичны», говорит Эндрю Гамильтон, астрофизик из Колорадского университета в Боулдере. Дело в том, что они описывают вселенные, в которых содержатся только черные дыры, белые дыры и червоточины — без материи, радиации или энергии. Предыдущие исследования, включая Гамильтона, предполагают, что все, что попадает во вращающуюся черную дыру, грубо говоря, «затыкает» червоточину, тем самым перекрывая выход в белую дыру.

Но в конце червоточины есть свет. Общая теория относительности, на основе которой Гамильтон делает свои прогнозы, ломается в сингулярности черной дыры. «Плотность энергии и кривизна становятся настолько большими, что классическая гравитация едва ли может описать то, что там происходит», — говорит Стивен Хсу, физик Университета штата Мичиган в Ист-Лансинге. Возможно, более полная модель гравитации — которая хорошо работает в квантовых масштабах — смогла бы свести на нет нестабильность и дать ход белым дырам.

Единая теория, которая объединит гравитацию и квантовую механику, это святой Грааль современной физики. Применив одну из таких теорий, петлевую квантовую гравитацию, к черным дырам, теоретики Хэл Хаггард и Карло Ровелл из Экс-Марсельского университета во Франции показали, что черные дыры могли бы превращаться в белые при определенных квантовых процессах.

Петлевая квантовая гравитация предполагает, что пространство-время состоит из фундаментальных строительных блоков, сформированных как петли. По мнению Хаггарда и Ровелли, конечный размер петель препятствует коллапсу умирающей звезды в точку с бесконечной плотностью, а вместо того превращает сжимающийся объект в белую дыру. Этот процесс занимает несколько тысячных долей секунды, но благодаря мощности участвующей в нем гравитации релятивистские эффекты позволяют наблюдать за трансформацией долгое время, если смотреть издалека. Таким образом, крошечные черные дыры, рожденные в юной вселенной, сейчас могли бы «вспыхивать как петарды», образуя белые дыры. Некоторые из таких взрывов, как полагают астрономы, привели к появлению не сверхновых, а белых дыр.

Превращение черной дыры в белую могло бы разрешить старую головоломку, известную как информационный парадокс черной дыры. Физики предают анафеме любого, кто считает, что информация может быть уничтожена, но общая теория относительности гласит, что все, включая информацию, падая в черную дыру, не может вернуться. Эти два заявления долгое время конфликтовали, пока Стивен Хокинг 40 лет назад не показал, что черные дыры испаряются со временем. Идея того, что информация в черной дыре может пропадать навсегда, вызвала дискуссию, которая продолжается по сей день.

Но что, если черная дыра превращается в белую, а «вся информация восстанавливается», спрашивает Хаггард? «Нас очень волнует этот механизм, поскольку он позволяет решить слишком много острых вопросов».

Новая работа пока остается сырой и уж точно не дает стопроцентных гарантий на то, что петлевая квантовая гравитация точно опишет реальность. Единственное доказательство существования белых дыр мы можем получить только в лаборатории, а это практически невозможно. Но Кэролл говорит, что все в порядке. Если эти мифические космические существа смогут улучшить интуицию физиков, это может быть крайне полезным для развития науки.

Тайны белых дыр: как устроены антиподы черных дыр и где их искать?

Черные дыры нельзя увидеть, на них указывают разные косвенные данные. Противоположные им по свойствам белые дыры существуют только в теории, однако у ученых есть наблюдения и догадки о том, как они выглядят, где находятся и какими свойствами обладают. Рассказываем об этом подробнее.

Читайте «Хайтек» в

Что такое белые дыры?

Белая дыра — гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Белая дыра является временно́й противоположностью черной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Большинство физиков убеждены, что белых дыр в природе в принципе быть не может.

Предполагается, что белые дыры могут образовываться при выходе из-за горизонта событий вещества черной дыры, находящейся в обратном направлении термодинамической стрелы времени.

При этом полная карта пространства-времени содержит как черную, так и белую дыры, а отдельного образования только «чистой» черной или только «чистой» белой дыры на полной карте пространства-времени не может быть в принципе.

В 1960-е годы советский физик-теоретик Игорь Новиков (АКЦ ФИАН), исходя из теории относительности, пришел к выводу, что в космосе должны быть объекты, противоположные по свойствам черным дырам. Он назвал их белыми дырами.

Полное решение Шварцшильда содержит как черную, так и белую дыры. Считается, что шварцшильдовских белых дыр на данный момент не существует. Полное решение Керра содержит как черную, так и белую дыры. Керровская белая дыра (результат решения Керра для черных дыр) образуется в одной Вселенной при образовании черной дыры в другой.

История появления теории о белых дырах

Впервые о белых дырах заговорили астрофизики из Израиля — Шломо Хеллер и Алан Реттер заявили, что источником непонятной вспышки гамма-излучения, которой присвоили номер GRB060614, послужила белая дыра.

Вспышку зарегистрировали в 2006 году. Ученые утверждают, что гамма-излучение такого вида происходит в процессе рождения черных дыр и делится на два типа. Длинные вспышки длятся около 2 секунд и случаются в результате превращения массивных звезд в черные дыры и короткие, меньше секунды, они случаются после столкновения двух нейтронных звезд.

Аномальный всплеск GRB 060614 стал необычным явлением, потому что вспышка длилась более 100 секунд, но никакой черной дыры там не образовалось.

Ученые утверждают, что если предположить о существовании белых дыр, то тогда можно представить, что произошел выброс вещества из черной дыры, которое находилось за горизонтом событий. Произошло явление, обратное процессу, происходящему внутри черной дыры, притягивающей все к себе в результате невероятно мощных гравитационных сил.

Как выглядит белая дыра?

Представьте себе сферу такой чудовищной массы, что с ее поверхности можно оторваться только со скоростью света. Это черная дыра. Ее радиус называют гравитационным. Если все вещество Солнца уплотнить в сферу радиусом три километра, оно превратится в черную дыру.

Гравитационный радиус называют также горизонтом событий. Если за него, внутрь сферы, попадет какой-то объект, допустим, космический корабль или кусок звездной материи, то назад он уже не вернется. Огромные гравитационные силы затянут его в черную дыру и там разорвут на элементарные частицы.

Из черной дыры атомы попадают в белую дыру и мгновенно вылетают из нее, но уже в другой Вселенной. Причем вылетают из будущего в прошлое. Белая дыра — это обращенная во времени черная дыра.

Белые дыры нестабильны. По мере образования в них материи гравитационные силы растут и в какой-то момент схлопывают объект, превращая его в черную дыру.

Возможно, все белые дыры, образовавшиеся сразу после Большого Взрыва, теперь в буквальном смысле мертвы, поэтому мы их не видим.

Где искать белые дыры?

На роль белых дыр примерялись квазары — ярчайшие космические объекты в космосе и активные ядра галактик. Ученые Алон Реттер и Шломо Хеллер предположили, что белые дыры совершенно спонтанно рождаются в космосе и, выбросив разом всю материю, погибают.

Их нельзя рассматривать как космические тела, скорее, это «окна» во Вселенной, живущие всего несколько минут. Предсказать время и место рождения белых дыр невозможно.

Больше всего на роль таких спонтанных окон, по мнению Реттера и Хеллера, подходят гамма-всплески, представляющие собой сильнейшие взрывы с излучением высокоэнергетичных частиц, которое длится две секунды и больше. Их следы наблюдают в разных областях Вселенной за многие миллиарды световых лет от нас. Случись гамма-всплеск рядом, жизнь на Земле была бы быстро уничтожена.

Какие события можно связать с белыми дырами?

Израильские астрономы Алон Реттер и Шломо Хеллер предполагают, что аномальный гамма-всплеск GRB 060614, который произошёл в 2006 году, был белой дырой. Алон Реттер считает, что белые дыры, возникнув, сразу распадаются, процесс напоминает Большой Взрыв Реттер с коллегами назвали его «Малый Взрыв».

GRB 060614 — гамма-всплеск, обнаруженный 14 июня 2006 года орбитальной обсерваторией Swift. Необычные свойства этого всплеска поставили под сомнение сложившийся к тому моменту научный консенсус относительно предшественников гамма-всплесков и чёрных дыр.

Все обнаруженные ранее гамма-всплески делились на две категории: длинные (более 2 секунд) и короткие. Предполагаемым источником длинных всплесков являются очень удаленные от Земли массивные звезды в момент коллапсирования в черную дыру. Такой механизм образования гамма-всплеска предполагает, что за ним должна последовать вспышка сверхновой.

Возможными источниками коротких всплесков назывались слияние двух нейтронных звезд с образованием черной дыры, слияние нейтронной звезды и черной дыры, или слияние двух черных дыр. Кроме длительности всплеска, категории также различаются средней энергией (частотой) гамма-квантов, у коротких всплесков она значительно выше.

GRB 060614 не вписывался в имевшуюся картину наблюдений. Длительность гамма-всплеска составила 102 секунды, рентгеновское послесвечение длилось более недели. Он был зафиксирован в галактике в созвездии Индейца, удаленной на 1,6 миллиарда световых лет от Земли. Временная протяженность GRB 060614 свидетельствовала о его принадлежности к категории длинных всплесков.

Доминирующая теория длинных всплесков предсказывала обнаружение массивной сверхновой при оптических наблюдениях. Однако ни одна из обсерваторий, наблюдавших этот регион неба, не обнаружила ни сверхновой, ни спектральных подписей атомов никеля-56, которые должны образовываться при коллапсировании звезды.

Родительская галактика источника GRB 060614 невелика (около одной сотой веса Млечного Пути) и содержит крайне мало звезд, которые могли бы стать сверхновой или источником длинного всплеска.

В то же время GRB 060614 согласно данным наблюдений можно разделить на две части: первоначальный импульс длительностью менее 5 секунд из высокоэнергетичных гамма-квантов и последующий поток протяжённостью почти 100 секунд из гамма-квантов с меньшей энергией. Уже имевшиеся на тот момент наблюдения коротких всплесков с подобной картиной излучения могли бы дать повод причислить GRB 060614 к тому же классу, однако он был примерно в 8 раз мощнее.

Позиция ученых по белыми дырам

Еще никому не удавалось засечь белую дыру, пока что она является лишь теорией, которая кажется достаточно яркой и интересной. Сторонники этой теории считают, что их тяжело найти, потому что они находится в зонах, где нет никакого космического вещества, так как оно способно разрушить белую дыру. Один атом может сделать такой объект неустойчивым и он взорвется.

На сегодня неизвестны физические объекты, которые можно достоверно считать белыми дырами, также неизвестны теоретические механизмы их образования помимо реликтового — сразу после Большого взрыва, а также нет предпосылок по методам их поиска (в отличие от черных дыр, которые должны находиться, например, в центрах крупных спиральных галактик).

Белые дыры — а могут ли они существовать?

Если во Вселенной существуют черные дыры – одни из самых загадочных объектов, известных человеку – то могут ли существовать их зеркальные отражения, так называемые «белые дыры»? Начнем с того, что черная дыра – это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что ее не могут покинуть все объекты, даже фотоны света. Граница области черной дыры называется горизонтом событий. Но может ли быть так, что существуют еще одни «космические» дыры? В конце-концов, космос довольно странное место, поэтому исключать этого мы не можем. Как вы уже могли догадаться, белые дыры это антипод черных. Впервые концепция белых дыр появилась в 1970-х годах ХХ века и астрофизики время от времени возвращаются к этой гипотезе. Итак, если черная дыра безвозвратно поглощает все объекты вокруг себя, то белая дыра, точнее ее горизонт событий – напротив – является своего рода непроницаемым щитом. Говоря простыми словами из черной дыры убежать невозможно, а в белую нельзя проникнуть. Заинтригованы?

Существование белых дыр не доказано. .

Существование белых дыр не доказано. Однако это не значит, что их не существует

Согласитесь, нам как-то особенно нравится думать о двойственности вещей. О чем-то наподобие выключателя – раз можно включить свет, то и выключить тоже. Эта же мысль касается параллельной Вселенной. Существует теория, согласно которой после Большого взрыва вместе с нашей Вселенной возникла вторая, зеркальная. Единственная разница между ними это ход времени – в зеркальной Вселенной оно идет назад. Подробнее о том, почему физики считают существование альтернативной вселенной возможным, читайте в нашем материале. Вот и белые дыры также соответствуют концепции необходимого баланса для окончательного существования черных дыр: в конце-концов куда пропадает все вещество, поглощенное черной дырой?

К сожалению, вопрос о том, существуют ли на самом деле белые дыры, остается открытым. Поэтому ученые рассматривают все возможные варианты. Некоторые теории и вовсе предполагают, что существование белых дыр поможет решить давние проблемы физики – от темной материи до природы самой Вселенной.

Итак, как и другие космические объекты, белые дыры ведут свое происхождение от общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна. Так, решением некоторых сложных уравнений являются черные дыры, а других уравнений белые дыры. По крайней мере, с математической точки зрения эти два явления могут существовать с одинаковой вероятностью. А как мы с вами прекрасно знаем, существование черных дыр доказано. К тому же, черные дыры и белые дыры так же тесно связаны, как и предполагают названия. Астрофизики NASA называют последние «обратными по времени черными дырами». Грубо говоря если перевернуть пленку с изображением черной дыры, то получите белую – и наоборот. Все это очень здорово, но что на самом деле означает?

Черная и белая дыры соединены червото.

Черная и белая дыры соединены червоточиной

Но не стоит сразу лететь в черную дыру, надеясь на бесплатный отдых в далекой галактике: сокрушительная сила гравитации гарантирует, что только искалеченная и сломанная версия вас и вашего багажа сможет выбраться из белой дыры на другой стороне.

Черные дыры умирают

Другая интерпретация того, как белые дыры могут выглядеть в реальной жизни, появилась в 2014 году, когда исследователи предположили, что белые дыры возникают из умерших черных дыр. Черные дыры, предположительно, испускают излучение и медленно испаряются, становясь все меньше и меньше, пока совсем не исчезнут. Однако это вряд ли возможно согласно некоторым современным концепциям: пространство-время не может быть разделено, но мы можем обнаружить его отдельные фрагменты. Если это правда, то черная дыра может сжиматься только до тех пор, пока не достигнет своего естественного предела. После чего, в результате квантового скачка, сжимающаяся черная дыра превратиться в расширяющуюся белую дыру. Согласна, звучит как фантастика, но математика, по-видимому, это подтверждает.

Эта идея могла бы решить целый ряд проблем современной физики. Во-первых, информационный парадокс черной дыры был бы почти разрешен. Парадокс заключается в том, что информация, которую засасывает в черные дыры, полностью исчезает вместе со смертью черной дыры, поскольку она испаряется в ничто. Но предполагается, что информация неприкосновенна и не может быть полностью уничтожена. Квантовые скачки решают эту проблему аккуратно: вся информация, которая хранится внутри черной дыры, будет просто выброшена, когда она станет белой дырой.

Большой взрыв

Если есть черные дыры, то могут сущес.

Если есть черные дыры, то могут существовать и белые, разве нет?

Последняя теория в нашем списке, пожалуй, самая безумная: некоторые исследователи предлагают рассматривать Большой взрыв как конечную белую дыру. По крайней мере такого мнения придерживается астрофизик NASA Иезекиль Трейстер. По его мнению, все не так безумно как кажется. Математика во многом похожа, когда речь идет об излучении белой дыры и причине Большого Взрыва. Дело в том, что оба эти события в корне непостижимы. Трудно даже думать о том, что было до Большого Взрыва и почему он произошел. Однако уравнения Эйнштейна описывают их возможное существование, но не описывают как они появляются.

Этих параллелей достаточно, чтобы многие исследователи предположили, что Большой Взрыв и белые дыры – это одно и то же. Если белая дыра не может быть создана, то единственный способ получить ее – если Вселенная с ней «родиться». Может быть, это единственная белая дыра, которую допускает наша Вселенная. Но для того, чтобы любая или все эти теории оказались верны, в первую очередь существование белых дыр необходимо доказать. Тем не менее многие исследователи считают, что нет никаких оснований думать, что они существуют. Как и многие другие абсурдные объекты, возможность существования белых дыр не означает их существования. Но это не значит, что размышлять о них не нужно.

Что такое белая дыра и чем она отличается от черной?

Возможность существования белых дыр впервые была предложена теоретическим астрофизиком Игорем Новиковым в 1964 году.

Белая дыра — это гипотетическая область в пространстве-времени, которая предсказывается как часть решения уравнений поля Эйнштейна.

Но давайте начнем с черных дыр, потому что их легче объяснить. Черные дыры образуются, когда центр большой умирающей звезды падает на себя. Вся масса выдавливается в бесконечно малый объем. Их гравитационное притяжение становится настолько большим, что даже свет не может избежать этого.

Белые дыры в точности противоположны черным дырам: хотя ничто не может вырваться из горизонта событий черной дыры, ничто не может войти в горизонт событий белой дыры. Проще говоря, белая дыра выплевывает все и ничего не входит.

Концепция белой дыры чрезвычайно сложна. Таким образом мы попытались объяснить это в небольших разделах. К концу этой статьи вы узнаете намного больше об этом интригующем явлении.

Существуют ли белые дыры?

Белая дыра — это просто теоретическая математическая концепция, и она не наблюдалась во вселенной. Большинство дискуссий о белых дырах вращаются вокруг слов «гипотетический», «неосуществимый» и «нереальный».

Они являются потенциальным решением законов общей теории относительности, которые подразумевают, что если существуют вечные черные дыры, то белые дыры также должны существовать во вселенной.

Ожидается, что они будут иметь такие свойства, как масса, заряд, момент импульса, но все, что приближается к белой дыре (даже со скоростью света), никогда не достигнет ее. Теоретически, в нашей вселенной недостаточно энергии, которая могла бы втянуть вас внутрь.

Они нарушают второй закон термодинамики

Одна из основных причин, по которой белые дыры считаются нереальными, заключается в том, что они уменьшают энтропию, что противоречит закону термодинамики.

Второй закон термодинамики гласит, что общая энтропия вселенной постоянно увеличивается, поэтому изменение энтропии всегда положительно. Вот почему белые дыры не вписываются в нашу текущую модель вселенной.

Доказательства в отношении белых дыр

Хотя свидетельства и информация, касающиеся белых дыр, остаются неопределенными, гамма-всплеск, названный GRB 060614, обнаруженный Свифтской обсерваторией Нила Гереля в 2006 году, считается первым зарегистрированным явлением для белой дыры.

В отличие от типичных гамма-всплесков, которые длятся всего несколько секунд, гибридный всплеск GRB 060614 длился замечательные 102 секунды, но не был связан со сверхновой. Это поставило под сомнение предыдущий научный консенсус в отношении черных дыр и других типов небесных тел, которые могут испускать гамма-всплески.

Белые дыры могут составить темную материю

В 2018 году ученые предположили, что белые дыры с микроскопическими диаметрами могут составлять темную материю. Такие крошечные белые дыры не будут излучать никакого излучения, и, поскольку они меньше длины волны света, они будут невидимы.

Темная материя составляет примерно 27% нашей вселенной, а ее локальная плотность составляет примерно 1% массы Солнца на кубический парсек. Чтобы учесть эту плотность с белыми дырами, команда оценила, что одна микроскопическая белая дыра (около одной миллионной грамма и намного меньше, чем протон) требуется на 10000 кубических километров.

Белые дыры могут даже предшествовать Большому взрыву

Другая интригующая теория, выдвинутая исследователями, заключается в том, что белые дыры могут объяснить Большой Взрыв, поскольку это еще один случай, когда спонтанно появилось огромное количество вещества и энергии.

Фактически утверждалось, что Большой Взрыв был результатом взрыва белой дыры, который предположительно извергал всю материю и информацию, которая была поглощена черной дырой.

Очевидно, мы не знаем, верна ли теория или нет, но опять же забавно думать, что жизнь возникла из белой дыры.

Белая дыра и черная дыра связаны через червоточину

Одна из главных причин изучения существования белых дыр заключается в том, что они могут раскрыть загадку: что происходит в центре черной дыры. Что происходит со всей информацией, которая засасывается?

Несколько теорий предполагают, что на другом конце черной дыры есть белая дыра. Вся материя и информация, поглощенная черной дырой, выбрасывается белой дырой в другую вселенную.

«Вход» черной дыры и «выход» белой дыры могут быть связаны с двумя совершенно разными вселенными. И то, что делает это соединение возможным, называется червоточиной: его можно представить в виде туннеля с двумя концами, каждый в разных местах в пространстве-времени.

Теория общей теории относительности имеет действительные уравнения, которые состоят из червоточин, однако, они еще не наблюдались во вселенной. Червоточина может соединять короткие расстояния (несколько метров), чрезвычайно большие расстояния (миллионы световых лет) или разные вселенные.

В 1935 году ученые открыли червоточину первого типа, называемую червоточиной Шварцшильда, с использованием общей теории относительности Эйнштейна. Вся метрика Шварцшильда состоит из белой дыры, черной дыры и двух отдельных миров, связанных на их горизонтах событий через червоточину.

Решение Шварцшильда имеет два действительных уравнения — положительный и отрицательный квадратный корень. Последнее объясняет, что черная дыра движется назад во времени, что также представляет собой белую дыру.

Белые дыры открывают возможности путешествий во времени

В определенных условиях червоточина может соединять две точки во времени вместо двух точек в пространстве. Таким образом, объект, проглоченный черной дырой, может пройти через червоточину и извергаться белой дырой в другой области времени [или пространства].

Тем не менее концепция имеет многочисленные недостатки. Например, объект, падающий в черную дыру, не сможет выдержать своего огромного гравитационного притяжения. А поскольку червоточина невероятно нестабильна, она мгновенно обрушится на себя.

Тем не менее некоторые физики показали, что червоточина (если она существует) может позволить путешествовать как в пространстве, так и во времени. Профессор Кип Торн из Калифорнийского технологического института, который также является лауреатом Нобелевской премии, предположил, что эти три явления (черные дыры, червоточины и белые дыры) могут позволить людям путешествовать во времени и назад (тысячи лет).

Честно говоря, существуют сотни теорий, касающихся белых дыр, но ученые не нашли убедительных доказательств, подтверждающих их существование. Может быть, в нашей огромной таинственной вселенной есть место даже для них.

Белые дыры в космосе – существуют ли они?

Само по себе понятие «течение времени», конечно, весьма условно. Однако неоспорим тот факт, что мы воспринимаем время как равномерно текущий в одном направлении поток.

При этом уравнения Общей теории относительности (Альберт Энштейн) симметричны по отношению к направлению времени, то есть теория одинаково хорошо «работает», и когда время направлено вперед, в будущее, и когда оно направлено назад, в прошлое.

Черная дыра и замедление времени

Черная дыра потому и называется черной, что не выпускает свет. Иным словами «увидеть» её просто – там где она находится больше не видно ничего!

Ничего необычного в этом нет, аналогичная ситуация имеет место и в теории тяготения Ньютона.

Допустим, что вокруг Солнца по эллиптической орбите движется комета. Если изменить направление времени, то комета все равно будет двигаться по той же эллиптической орбите, хотя, конечно, направление ее движения изменится. Однако характер его останется прежним: комета будет ускоряться, приближаясь к Солнцу, и замедляться, удаляясь от него.

Подобным же образом абсолютно упругий мяч будет падать из вашей руки на пол и отскакивать обратно, если направление времени сменится на противоположное.

Зная, что решения уравнений общей теории относительности симметричны относительно времени и что черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса некой массы вещества в скрытую за горизонтом событий сингулярность, которая существует бесконечно долго, нельзя ли предположить существование подобных “дыр” с обращенным временем, т. е. процесса коллапса с обратным ходом развития событий?

Антипод черной дыры – белая дыра

Если бы такие процессы происходили во Вселенной, то в некоторой ее области вдруг обнаружился бы источник, не “засасывающий” вещество как черная дыра, а выбрасывающий вещество — белая дыра.

Она должна была бы содержать сингулярность, существовавшую с момента начала отсчета времени во Вселенной, и в какой-то случайный, непредсказуемый момент из этой сингулярности вдруг начало бы истекать вещество.

Вас может заинтересовать

Действительно, как после завершения формирования черной дыры на нее могут падать частицы, так, вероятно, они могут и вылетать из белой дыры, прежде чем она, взорвавшись в процессе обратного коллапса, превратится в облако из пыли и газа. Поскольку частицы и излучение могут вылетать из центральной сингулярности белой дыры, следовательно, эта сингулярность должна быть голой.

Возможность существования белых дыр серьезно обсуждалась в течение некоторого времени. По мнению ряда ученых, гипотеза белых дыр могла бы помочь объяснить феномен «взрывающихся галактик» и другие космические явления, сопровождающиеся большим выделением энергии, например квазары, из которых, возможно, происходит истечение вещества в нашу Вселенную.

На основании подобных представлений были найдены потенциально возможные решения, описывающие поведение таких необычных объектов.

В 1964 г. советский астрофизик И. Д. Новиков высказал предположение, что белые дыры могли бы появиться вследствие процессов, сопутствовавших Большому взрыву, в котором, согласно теоретическим представлениям, из сверхплотно сжатого вещества—начальной космологической сингулярности— возникла наша Вселенная.

Новиков рассуждал следующим образом: если некоторые области пространства-времени в момент Большого взрыва не приняли участия в немедленном процессе всеобщего расширения, то эти области, или «задержавшиеся ядра», могут взорваться на более поздней стадии эволюции Вселенной, создав белые дыры.

Ещё один вариант развития событий также не исключен: что если в других вселенных происходит коллапс вещества в черную дыру, то результатом этого может быть возникновение белой дыры в нашей Вселенной. Другими словами, «чью-то чужую» коллапсирующую звезду мы могли бы наблюдать как белую дыру!

космические белые дыры - существуют ли они

Космическая «белая дыра» в воображении художника выглядит ярко и эффектно… Но существуют ли белые дыры на самом деле?

Возможно ли существование “белых дыр” во вселенной?

Следует отметить, что все представления о черных и белых дырах и о множественности вселенных, с которыми мы не можем поддерживать контактов иначе, как только с помощью дыр в пространстве-времени, основываются на нашем глубоком ощущении необходимости существования пространственно-временных симметрии.

В действительности черные и белые дыры не единственно возможные экзотические объекты, предсказываемые теорией. Обсуждалась также возможность существования так называемых «серых дыр», вещество которых, выплескиваясь, как в белых дырах, за горизонт событий, почти тотчас же начинает быстро сжиматься в процессе гравитационного коллапса. Могут ли белые (или серые) дыры существовать реально?

По мнению большинства специалистов, представления о пространственно-временных мостах во вращающихся и заряженных черных дырах слишком идеализированы и что такие мосты вряд ли в природе есть. Наиболее вероятно, что в черных дырах сингулярность, поглощающая вещество, пространственноподобна, и тогда нет оснований говорить о белых дырах, порождаемых коллапсом звезд в других вселенных (или в других областях одного и того же пространства-времени).

Что же касается так называемых «задержавшихся ядер», то и для них условия образования весьма неблагоприятны.

Итак, если черные дыры есть и это факт – возможно ли существование в космосе белых дыр, хотя бы теоретически? На самом деле точного ответа на этот вопрос нет, хотя есть ряд интересных теорий, проработанных достаточно хорошо в 1970-х г.г. К примеру, американец Д. М. Эрдли в 1974 г. пришел к следующим выводам:

  1. Если вблизи черной дыры излучение испытывает сильное красное смещение, то в окрестностях белой дыры оно должно претерпевать интенсивное фиолетовое смещение.
  2. На ранней стадии развития Вселенной, когда вещество и излучение были сжаты до сверхвысоких плотностей в малом объеме, вокруг потенциальной белой дыры должны были концентрироваться мощные сгустки высокоэнергетического излучения с сильным фиолетовым смещением.
  3. Если это так, то подобная невероятная энергия заключенная в невероятно же малых объемах, неминуемо привела бы к тому, что вокруг зарождающейся белой дыры сразу же сформировалась бы черная дыра, которая навсегда скрыла “белую” под своим горизонтом событий.

Впрочем, шанс на образование белой дыры все-таки есть.

Как показал К. Лэйк из университета г. Торонто, если процесс образования белой дыры чуть-чуть задержится и начнется не во время Большого взрыва (как считал Эрдли), а сразу после него, то шанс не создать черную дыру и не быть тут же ей поглощенной, все-таки есть. Правда и тут есть оговорки.

Лэйк рассмотрел три возможности:

  • Некоторые белые дыры, вновь коллапсируя, превращаются в черные дыры
  • Часть белых дыр расширяется далеко за пределы сферы Шварцшильда, и сегодня мы не можем уже считать их белыми дырами
  • Некоторые локальные неоднородности, возникшие в процессе Большого взрыва, не перешли границу шварцшильдовского радиуса и все время оставались наблюдаемыми космическими объектами.

Вот этот третий частный случай нам и интересен. Правда, согласно расчетам Лэйка, для дыр третьего типа такое излучение должно испытывать сильнейшее красное смещение, вследствие чего эти источники должны иметь вид тусклых красноватых точек, а не эффектных катастрофических взрывов.

То есть, если белые дыры и существуют, то они неотличимы от черных дыр, а некоторые другие ученые, в том числе и Пенроуз, считают, что белые дыры вообще невозможны, так как они нарушают “принцип космической цензуры”: ведь их сингулярность, по крайней мере в принципе, можно наблюдать!

Все-таки белых дыр в космосе не существует?

В итоге, можно сделать вывод: хотя теория белых дыр в космосе красива и интересна, на самом деле никаких белых дыр в природе, по-видимому, нет. А даже если они и есть, то в лучшем случае это слабые, едва видимые объекты, а в худшем — они ни чем не отличаются от черных дыр.

Маловероятно, что белые дыры представляют собой яркие, эффектные источники вещества и энергии, с помощью которых нам удалось бы объяснить загадку гигантской светимости квазаров или, как предлагают некоторые авторы, определенных типов сверхновых звезд.

Белая дыра в космосе: что это такое?

7Фактов про белую дыру

Факт наличия черных дыр доказан на основе теоретических исследований. Считается, что существует антипод — белая дыра. Однако ясной позиции ученых до сих пор нет. В чем заключена тайна? Расскажем в данной статье.

Белая дыра, что это?

Для понимания, рассмотрим пример образования противоположности, как наиболее изученный.

Черная дыра — это область в пространстве, имеющая такую степень гравитации, что покинуть зону никто и ничто не может. Следует понимать, что физического состояния «дыра» во Вселенной нет. Это невидимая субстанция (может быть даже и твердой), за пределы которой не пробиваются световые фотоны. Данные о существовании основаны на математических расчетах.

Образуется аномалия в результате гибели звезды. Атомы с силой притягиваются друг к другу, в результате химических процессов создается многослойная оболочка. С образованием тяжелых элементов вплоть до железа и никеля.

Настает момент, когда внутреннее давление не способно противостоять силе сжатия. Внешний купол, потеряв опору, стремительно рушится к центру, вызывая сверхвзрыв. Воронка растет, поглощая окружающую материю. Пространство от центра черной пропасти до границы окончания гравитации называется горизонтом событий.

Ученые предположили — если существует «вход», то должен быть и «выход». Следовательно, существует субстанция, способная разорвать силы гравитации и выйти за горизонт событий, т. е. покинуть черную дыру. Гипотеза была выдвинута советским ученым физиком Игорем Новиковым в 60-е годы прошлого столетия.

Современные обоснования существования белых дыр

белая дыра в космосе выглядит, как окно в параллельную вселенную

Неоднократные выбросы гамма-излучений в Галактике известны давно. Разделяются события двух видов:

  • длинные (около 2 сек) происходят в результате образования черной дыры;
  • короткие (до 1 сек) возможны при столкновении двух звезд.

В 2006 г. израильские ученые Шломо Хеллер и Аллан Реттер зафиксировали рекордный всплеск, длившийся 102 сек. Астрономическому явлению присвоили номер GRB 060614, и оно не вписывалось в устоявшуюся концепцию, которая гласила, что последствиями вспышек гамма-излучений являются:

  • объединение двух нейтронных звезд и образование черной дыры;
  • поглощение воронкой нейтронной звезды;
  • слияние двух черных дыр.

Рентгеновское слежение места выброса засвидетельствовало свечение после взрыва более 7 дней. Теоретические постулаты утверждают, что это является признаком появления крупного видимого космического тела. Однако ни одна обсерватория, изучающая данный массив Галактики, не зафиксировала появления новой звезды.

Кроме того, по космическим меркам, созвездие Индейца, в котором произошла длительная вспышка, ничтожно мало для новообразований. Израильские исследователи утверждают, что это было рождение белой дыры в космосе. Произошло событие, обратное накоплению энергии в воронке. Вещество, обладающее невиданной силой, вышло за горизонт событий.

Как выглядит белая дыра

Небольшая презентация белой дыры

Воображение рисует сферу, покинуть поверхность которой, можно обладая скоростью, превышающую скорость света. Это черная дыра. Имеет показатель: гравитационный радиус. Если Солнце сжать до радиуса 3 км, то появится новая черная воронка.

Любой предмет Вселенной, попав внутрь за горизонт событий, никогда больше оттуда не вернется. Будь то космический корабль или иное тело. Страшные гравитационные силы сломают все живое и неживое, превратив материю в атомную пыль.

Если появится «выход», то все частицы устремляются туда с невиданной силой и скоростью. Считается, что энергия черной дыры перемещается в другое измерение, в другую Галактику. Из прошлого в будущее.

Черные и белые дыры рассматриваются как некий межгалактический шлюз. Если критическая масса при высвобождении не превышена, то черная дыра схлопывается, как мыльный пузырь, прекращая свое существование одновременно с антиподом. Это является причиной невидимости белых дыр.

Превышение показателя плотности «убегающей» материи, вызовет нарастание степени гравитации и рождение новой впадины. Такие процессы, по мнению ученых, происходят в необъятном пространстве космоса.

Белые и черные дыры, правда и вымысел

белая дыра – убийца галактик

Никому не удалось увидеть ни то, ни другое. Существует ли оно: черное и белое? Теория образования белых дыр яркая и интересная, но это только теория.

А вот белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры являются результатами эволюции планет. Астрономы высчитали, что через 6,5 млн лет Солнце, израсходовав свою энергию, станет белым карликом, который вскоре остынет. Вместе с ним исчезнет и жизнь на Земле. Поэтому кто знает, может Человечество к тому времени подчинит своей власти Черное и Белое? И будет перемещаться во Вселенной, пронзая Пространство и Время.

хороший доктор 1 сезон 12

дата выхода фильма гарри поттер и проклятое

хороший доктор график серий

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector