MY.UAНовини
Чи існують у космосі білі діри: чим відрізняються від чорних і що кажуть учені
Чи існують у космосі білі діри: чим відрізняються від чорних і що кажуть учені

Чи існують у космосі білі діри: чим відрізняються від чорних і що кажуть учені

Про існування у космосі чорних дір знають навіть школярі. Ці супермасивні об’єкти являють собою одну з найбільших загадок Всесвіту. Але вчені припускають, що у міжзоряному просторі можуть існувати також їхні антиподи – білі діри.

Про ці теоретичні космічні області розповіло видання Space.com. Вважається, що вони можуть функціонувати протилежним чином. Якщо ніщо з того, що потрапило всередину, не може покинути чорну діру, так само ніщо не може потрапити у білу діру.

Що таке біла діра

Білі діри довгий час вважалися плодом загальної теорії відносності, породженими тими ж рівняннями, що і чорні діри. Проте не так давно фізики-теоретики задались питанням, чи можуть бути ці подвійні вихори простору-часу бути двома сторонами однієї медалі.

Для екіпажу космічного корабля, що спостерігає здалеку, біла діра виглядає так само, як чорна діра. Вона масивна і може обертатись. Навколо її горизонту подій може збиратись кільце пилу та газу. Але лише біля білої діри можна спостерігати, як вона відторгає об’єкт. І лише в цей момент теоретично можна зрозуміти, що йдеться саме про білу, а не про чорну діру.

Фізики описують білу діру як "обернення часу" чорної діри. Приблизно, як м’яч, що відстрибує є оберненням часу для м’яча, що падає. У той час, як горизонт подій чорної діри – це межа, з-за якої немає повернення, горизонт білої діри – найнепроникніший кордон у Всесвіті.

Об'єкти, які перебувають всередині білої діри, можуть виходити і взаємодіяти із зовнішнім світом. Але оскільки ніщо не може потрапити всередину, її внутрішній простір відрізаний від минулого Всесвіту: жодна зовнішня подія ніколи не вплине на внутрішню.

Рівняння Ейнштейна, яке перевернуло уявлення про космоc

Рівняння поля Ейнштейна здійснило справжню революцію у фізиці ще у 1915 році і науковці досі розбираються з реаліями Всесвіту, які вдалось вивести завдяки йому. Крім опису сили гравітації, гіпотези видатного фізика також докорінно змінило парадигму уявлення про природу реальності. Простір і час почали представлятись, як тверде тіло, яке може згинатись і складатись разом із масою зірок і планет. Вчені почали зясовувати, які властивості можуть мати подібні процеси.

Протягом року фізик та астроном Карл Шварцшильд знайшов перше точне рішення рівнянь Ейнштейна, розрахувавши, як простір-час викривляється навколо однієї кулі маси. У його відповіді закладений базис того, що сьогодні фізики називають сингулярністю — сферична маса, стиснута до нескінченно щільної точки, яка настільки щільно обволікає простір, що ця область відокремлюється від решти Всесвіту. Так утворюється об’єкт, горизонт подій якої розриває зв'язок між причиною та наслідком.

Найвідомішим прикладом сингулярності є чорні діри. Це настільки викривлені області космосу, що з них не існує виходів. Зовнішній Всесвіт може впливати на внутрішню частину горизонту чорної дірки, але внутрішня частина не може впливати на зовнішню. Щоби остаточно зрозуміти природу таких об’єктів, знадобилось 40 років. Їх дослідження тривають і досі. І, вочевидь, ще дуже далекі від завершення.

Як працює біла діра

Як пояснив астрофізик, спеціаліст із гравітаційного лінзування Герайнт Льюїс (Сіднейський унівеситет), у спрощеному поясненні біла діра є зворотним боком чорної. Розрахунки Шварцшильда показали, що у загальній теорії відносності немає нічого, що диктувало б, у якому напрямі протікає час. У звичному нам потоці часу ми бачимо, як речі безкінечно падають у чорну діру. Але, якщо обрати протилежний напрямок протікання часу, ефект теж стане оберненим. Таким чином, крім чорної діри, математика Шварцшильда також дає нам білу діру, просто перевертаючи те, як працює час.

Чим білі дірки відрізняються від чорних?

У чорній дірі діє потужне гравітаційне поле, яке притягує речі. Воно оточене односторонньою мембраною, яка називається горизонтом подій. Все, що потрапляє за неї, потім не може вибратись – потрапляє у нездоланну пастку. Гравітація захоплює об’єкт і його майбутнє з цього моменту – це опинитись в центрі чорної дірки, змінити яке неможливо, що б ви не робили.

Біла діра представляє собою зворотний бік цього. Її можна описати, як антигравітацію, що нескінченно викидає матерію. Вона також має горизонт подій, де речі зсередини перетинають його і викидаються у Всесвіт. І потрапити всередину цього об’єкта неможливо. Отже, в чорній дірі ви можете пройти всередину, але не назовні, з білої діри ви можете вийти назовні, але не потрапити всередину.

Чи є докази існування білих дірок?

Фактичних доказів існування подібних об’єктів у космосі не існує – вони залишаються теоретичними моделями. Як пояснює Льюїс, так може відбуватись через те, що ми здатні сприймати лише один напрямок руху часу – з минулого у майбутнє. А це означає, що ми можемо мати рішення тільки для чорних дір.

Деякі вчені припускають, що справа в тому, що Всесвіт асиметричний, ми бачимо початок з Великого Вибуху, а попереду у нас нескінченне майбутнє. Математично існування білої діри можливе, але асиметричність Всесвіту, який рухається по часовій шкалі в один бік, означає що вони фізично не реалізовані.

Як можна виявити білу діру?

Подібний обєкт уявляють як місце, звідки матерія викидається з великою енергією. Такі вчені, як Роджер Пенроуз (Нобелівська премія з фізики 2020), припускають, що біла діра – це вихід для чорної діри в інший Всесвіт. Таким чином, матерія, яка потрапить в чорну діру в одному Всесвіті, буде викинута в іншому Всесвіті через білу.

Втім, Льюїс висловив переконання, що подібних об’єктів у Всесвіті не існує. Наразі фізики не мають уявлення, яким чином вони можуть утворюватися. Так чорна діра виникає внаслідок колапсу зірки. Але відтворення цього процесу у зворотньому напрямку часу не має фізичного сенсу. Горизонт подій, що перетворюється на функціонуючу зірку, буде трохи схожий на яєчню, що знову стає яйцем – це порушення статистичного закону, що вимагає, щоб Всесвіт з часом ставав все більш безладним.

І навіть якби білі діри утворювались, існувати довго вони, ймовірно, не могли б. Будь-яка матерія, яка виходить з такого об’єкту, зіткнеться з матерією на орбіті, і система перетвориться на чорну діру.

Чому білі діри можуть існувати

З того часу, як Стівен Хокінг у 1970-х роках зрозумів, що чорні діри випускають енергію, фізики сперечаються про те, як ці сутності можуть припинити своє існування. Якщо чорна діра "випарується", що станеться з внутрішнім записом всього, що вона поглинула? Загальна теорія відносності не пропускає інформацію, а квантова механіка забороняє її видалення.

Карло Ровеллі, фізик-теоретик з Центру теоретичної фізики у Франції, пояснює це так: "Як помирає чорна діра? Ми не знаємо. Як народжується біла діра? Можливо, біла діра – це смерть чорної діри. Ці два питання чудово поєднуються, але при переході від одного до іншого доводиться порушувати рівняння загальної теорії відносності".

Ровеллі є засновником теорії квантової петльової гравітації – незавершеної спроби вийти за рамки загальної теорії відносності, описуючи сам простір як побудований з частинок в стилі Lego. Керуючись інструментами з цієї схеми, він та інші описують сценарій, у якому чорна діра стає настільки маленькою, що більше не підкоряється правилам існування зірок. На рівні частинок набуває чинності квантова випадковість, і чорна діра може перетворитися на білу діру.

Згідно з Халом Хаггардом, фізиком-теоретиком з Бард коледжу у Нью-Йорку, така біла діра розміром у мікрограм, що має масу, подібну до людського волосся, не матиме нічого спільного з гравітаційною драмою свого предка, чорної діри. Але вона може приховувати кавернозну внутрішню частину, що містить інформацію про все, що вона поглинула у своєму попередньому житті. Занадто маленька, щоб притягувати речовину, що обертається навколо неї, біла діра може залишатися досить стабільною, щоб зрештою видати всю інформацію, накопичену її попередником. В такій картині Всесвіту колись саме біли діри почнуть домінувати у часі-просторі, коли всі чорні діри "випаруються".

Модель білої діри

Фізики також припускають, що наслідки дії білої діри можуть існувати всюди. Так Великий вибух, з якого почався наш Всесвіт, виглядає як потенційна поведінка білої діри. "Геометрія в обох випадках дуже схожа. Навіть настільки, що часом вони математично ідентичні", – пояснив Хаггард.

Космологи називають цю картину "Великим відскоком", а деякі шукають характерні риси білої дірки в ранньому світлі Всесвіту, яке можна досі спостерігати. Ровеллі також задається питанням, чи становлять потужні радіосплески відголоски теоретичних міні-чорних дір, що залишилися після Великого вибуху, коли вони здійснюють ранній перехід у білі діри (хоча це пояснення здається все більш малоймовірним).

Всесвіт може не приймати всі форми, що допускаються загальною теорією відносності, але Хаггард вважає, що фізики повинні дослідити цю кролячу нору до кінця. "Чому б вам не дослідити, чи мають вони [білі дірки] цікаві наслідки. Можливо, ці наслідки не такі, як ви очікували, але ігнорувати їх було б безрозсудно", – каже він.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL в Telegram, Viber і Threads, щоб бути в курсі останніх подій.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
В США объяснили, почему Китай боится поражения Путина
Хвиля
2024-09-22T00:00:17Z
Таких санкций ждали давно: ЕС определил новый приоритет для удара по РФ
Comments UA
2024-09-18T14:19:47Z
Отказ от НАТО и без возврата территорий: соратник Трампа озвучил его “мирный план“
UAToday
2024-09-13T18:03:49Z
Запад изменил позицию по ударам вглубь РФ. The Times назвал причину
ГЛАВКОМ NET
2024-09-13T17:27:19Z
Гаррис заручилась важной поддержкой: кто поддержал ее на пост президента США
Comments UA
2024-09-23T16:07:30Z
Путин будет воевать пока не умрет: к какой «победе» Запад пытаетесь склонить Украину
Comments UA
2024-09-23T14:06:39Z
Семья судьи Апелляционного суда Львовщины Михаила Романюка незаконно завладела виллой в центре Львова, - расследование СМИ
Политека
2024-09-10T17:13:06Z
Зеленский: Путин и ему подобные могут разделить мир и съесть части как пирог
Европейская правда
2024-09-15T19:03:34Z
Маразм зашкаливает. РФ определилась со странами ЕС, не угрожающими ее "традиционным ценностям"
Comments UA
2024-09-21T21:27:19Z
Чемпионка России разбила цветочный горошок об голову победительницы Кубка Европы. Фотофакт
Обозреватель
2024-09-11T17:04:24Z
В Польше объяснили, почему задержали Усика и надели наручники
Известия Киев
2024-09-18T18:15:47Z
УЕФА признал судейскую ошибку, которая повлияла на определение победителя Евро-2024
ZN UA
2024-09-23T15:19:34Z
Усик прокомментировал свое задержание в Польше
Comments UA
2024-09-18T04:12:16Z
Мухаммед Али в трейлере Undisputed — симулятор бокса выходит на консолях 11 октября
GameMag
2024-09-23T14:07:14Z
Футболист "Манчестер Сити" установил уникальный бомбардирский рекорд в АПЛ
ZN UA
2024-09-23T13:46:47Z
Жена голкипера сборной Украины показал себя в откровенном бикини и "разорвала" Instagram. Фото
Обозреватель
2024-09-15T14:01:03Z
Александра Усика арестовали в аэропорту Кракова
UAToday
2024-09-18T03:24:18Z
Российские дроны "взорвали" дачу Ломаченко под Одессой. Фото
Обозреватель
2024-09-14T16:19:39Z
У известной русской певицы внезапно скончался молодой сын
Comments UA
2024-09-20T20:57:31Z
Народная артистка Украины спела в церкви в российской Судже
Апостроф
2024-09-20T15:30:58Z
Катастрофически тяжело: вдова Виталия Билоножко рассказала о жизни после смерти мужа/Они прожили вместе более 40 лет
Апостроф
2024-09-23T14:15:10Z
В сети показали последнее фото умершего от рака комика Маслякова
Comments UA
2024-09-11T20:45:45Z
Певец Melovin признался, что его спасло после гибели сестры
Апостроф
2024-09-23T13:39:52Z
Белла Хадид продемонстрировала стильный тренч на осень 2024
Фокус
2024-09-23T12:21:50Z
Кендалл Дженнер вернула в моду легендарную стрижку пикси-шегги: кому подойдет
Обозреватель
2024-09-11T05:10:28Z
Прямые брови возвращаются в моду и подходят практически всем: в чем секрет
Обозреватель
2024-09-16T16:08:08Z
«Новый сезон-2024»: самые стильные образы российских звезд на фестивале
Marie Claire
2024-09-16T15:25:02Z
Сел на шею: 5 признаков, что вы избаловали своего мужчину
Marie Claire
2024-09-12T12:37:09Z
Деруны по-новому для сытного и бюджетного ужина: самый простой рецепт
Обозреватель
2024-09-11T18:11:56Z
Вкусное, мягкое и нежное: рецепт идеального теста для пельменей
Политека
2024-09-20T15:33:42Z
Секреты приготовления классической солянки: подробная инструкция
Comments UA
2024-09-13T08:18:52Z
Как приготовить настоящую грузинскую аджику – лучший рецепт/Небольшой баночки вам хватит надолго!
Апостроф
2024-09-23T13:03:07Z
Правописание: как правильно пожелать хорошего сна: "добраніч" чи "надобраніч"
Comments UA
2024-09-23T13:00:41Z
Котик забатонился: что значит, если пушистик лежит в позе буханочки и стоит ли нервничать из-за этого
Знай
2024-09-20T04:51:57Z
Гуляш, которые тает во рту: рецепт сытного блюда
Фокус
2024-09-19T17:21:37Z
Лунный гороскоп на 22 сентября, воскресенье
Marie Claire
2024-09-21T22:46:59Z
Пожиратели энергии: 4 популярных продукта, которые отнимают у организма много сил
Фокус
2024-09-18T16:15:38Z
В каком возрасте на теле увеличивается количество родинок
Comments UA
2024-09-23T08:51:01Z
Мифы и правда о правильном питании: полезны ли детокс-диеты и натуральный сахар
Comments UA
2024-09-23T13:27:35Z
5 признаков, что у вас хронический стресс
Marie Claire
2024-09-23T13:22:13Z
Слышна «икота» плода во время беременности: что делать
Comments UA
2024-09-23T12:27:05Z
Пить и дольше не пьянеть: что нужно сделать перед вечеринкой или застольем
Comments UA
2024-09-23T11:57:34Z
Названы органы, которые начинают стареть в молодом возрасте
Comments UA
2024-09-23T10:06:04Z
Когда нужно обращаться к психотерапевту – специалист назвал основной фактор кризиса
Апостроф
2024-09-23T08:18:12Z
«Говорящая» кожа и зеркала с ИИ: как мы будем ухаживать за собой в 2030 году
Marie Claire
2024-09-23T07:33:56Z
В Южно-Африканской республике выпало рекордное количество снега - на дорогах коллапс
ZN UA
2024-09-21T23:07:15Z
В Одессе задержан мужчина, убегавший от представителей ТЦК
Корреспондент
2024-09-11T14:55:29Z
На территории Сербии и Венгрии из дунайских вод показались обломки нацистских кораблей времен Второй мировой
ZN UA
2024-09-11T15:38:58Z
Выполнил пуск ракет по Одесщине и пропал с радаров: в сети сообщают об "аварии" российского Су-30СМ над Черным морем
Обозреватель
2024-09-11T15:08:56Z
Зарабатывали на иностранцах: в Одесской области будут судить чиновников миграционной службы
Корреспондент
2024-09-23T14:45:05Z
В Германии неизвестные обстреляли магазин из автомата Калашникова
Новости Украины
2024-09-23T14:09:08Z
Полиция нашла "шутника", взорвавшего страйкбольную гранату в Киеве
Корреспондент
2024-09-11T18:24:39Z
Новый подозреваемый в деле об избиении ветерана в Смеле: подробности
Comments UA
2024-09-11T17:30:35Z
Пытался убить владельца овощной базы: в Киеве суд вынес приговор фигуранту резонансного дела. Фото
Обозреватель
2024-09-18T17:30:46Z
Улицы Степана Бандеры и полка «Азов»: в Харькове требуют новых переименований
Comments UA
2024-09-23T14:06:55Z
Появились фото с места попадания в Харькове
Корреспондент
2024-09-21T23:18:54Z
Митинги против ВСУ в Покровской громаде: правда ли это
Comments UA
2024-09-23T15:30:29Z
Синоптики дали прогноз погоды на сегодня 21 сентября в Украине
UAToday
2024-09-21T06:54:10Z
24 сентября Украина будет одной из самых теплых стран Европы, - синоптик Диденко
Комсомольская правда
2024-09-23T15:31:41Z
В сети распространяют фейк о протестах против ВСУ в Покровске
Корреспондент
2024-09-23T13:57:29Z
Стерненко показал документы относительно российского гражданства Труханова
Апостроф
2024-09-17T17:03:42Z
Гороскоп на субботу 14 сентября 2024 года
UAToday
2024-09-13T18:03:26Z
Лунный гороскоп на 20 сентября, пятница
Marie Claire
2024-09-19T21:09:36Z
Пропаганда умерла, да здравствует постпропаганда
Хвиля
2024-09-23T13:57:23Z
Не дадим России нас обойти: Умеров рассказал о производстве дронов в 2025 году
ZN UA
2024-09-22T00:36:02Z
Прогноз ужасает: в ООН рассказали, сколько лет может уйти на полное разминирование Украины
Comments UA
2024-09-21T12:21:23Z
Народные приметы и народный праздник 21 сентября 2024 года
UAToday
2024-09-21T06:54:14Z
Умеров рассказал, как возросли темпы мобилизации в Украине
Хвиля
2024-09-23T17:30:59Z
В Умани ввели особый режим на въезд
Корреспондент
2024-09-23T16:13:13Z
Россия сняла моряков с авианосца "Адмирал Кузнецов" и отправила их на фронт, — Forbes
Фокус
2024-09-23T11:01:50Z
Новые правила проверки документов и выдачи повесток: какие изменения готовят украинцам
Апостроф
2024-09-21T11:00:22Z
В Украине изменится процесс вручения повесток: что известно
Comments UA
2024-09-16T14:06:51Z
Украинским водителям придется заплатить более 50 тысяч гривен: за какое нарушение грозит жесткое наказание
Обозреватель
2024-09-15T16:21:46Z
Ford снова будет производить авомобили в Индии
Корреспондент
2024-09-14T03:36:24Z
На аукцион выставили заброшенную коллекцию культовых американских спорткаров
Фокус
2024-09-17T16:42:11Z
Идеальный "Крузак": в Украине обнаружили 17-летний внедорожник Lexus в новом состоянии
Фокус
2024-09-23T12:15:39Z
Кроссовер Nissan Leaf и дешевый Land Cruiser: какие внедорожники покажут в 2025 году
Фокус
2024-09-23T10:00:02Z
Вокруг покупки Управлением госохраны элитных авто произошел скандал
Апостроф
2024-09-23T09:15:55Z
ТОП 5 передовых технологий в электрическом Porsche Macan
ITC
2024-09-23T08:07:39Z
На ЗАЗе собрали кабриолет "Таврия": багажник только для плавок и полотенец
Знай
2024-09-23T06:51:51Z
Гость из 90-х: в Киеве засветился раритетный спорткар Porsche
Фокус
2024-09-23T06:42:00Z
Цена выросла: сколько стоит лук в Украине
ZN UA
2024-09-21T06:03:53Z
Литва демонтирует целую ТЭЦ, чтобы передать ее Украине – фон дер Ляен
ГЛАВКОМ NET
2024-09-21T06:06:14Z
Одна из стран ЕС легализовала производство самогона, есть интересный нюанс
ГЛАВКОМ NET
2024-09-13T18:30:54Z
Во вторник отключать свет по графикам не будут, но электричество нужно экономить, - ДТЭК
Комсомольская правда
2024-09-16T15:16:51Z
В Канаде алмазный рудник начал вырабатывать 4,2 млн кВт чистой энергии: детали
Фокус
2024-09-23T13:51:52Z
Импорт российской нефти в Индию снизился почти на 20%: в чем причина
Comments UA
2024-09-23T13:48:10Z
Украина не обращает внимания на Россию и кормит страны по всему миру: Зеленский рассказал, как работает морской зерновой коридор
Обозреватель
2024-09-18T17:41:10Z
Аграрии сообщили о темпах сбора урожая
Корреспондент
2024-09-14T03:03:16Z
Война россиянам обходится все дороже - The Moscow Times
Корреспондент
2024-09-14T02:09:35Z
Умные часы Apple: инновации на вашем запястье
Espreso
2024-09-20T14:17:54Z
Хоррор Retrieval получит поддержку PlayStation 5 Pro — первый взгляд на версию игры для мощной консоли
GameMag
2024-09-19T03:02:11Z
Появилось изображение коробки PlayStation 5 Pro — без упоминания поддержки 8K
GameMag
2024-09-19T01:32:18Z
Утечка: Раскрыта стоимость юбилейных версий PlayStation 5 и DualSense к 30-летию первой консоли Sony
GameMag
2024-09-23T13:37:47Z
Энтузиасты отвязали God of War Ragnarök для ПК от PSN
GameMag
2024-09-23T13:37:05Z
Слух: Амбициозная Resident Evil 9 выйдет во втором квартале 2025 года — анонс скоро
GameMag
2024-09-23T13:14:43Z
«Властелин колец»: игра The Lord of the Rings Return to Moria выйдет на Steam и Xbox со скидкой и обновлением
ITC
2024-09-23T13:08:03Z
Кратер 62 метра в ширину: аналитик показал снимки после неудачного запуска ракеты "Сармат"
Фокус
2024-09-23T13:03:39Z
Обзор и тестирование системы жидкостного охлаждения ASUS ProArt LC 360
Overclockers
2024-09-23T13:00:54Z