Biele diery otvárajú možnosť cestovania v čase

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Možnosť existencie bielych dier prvýkrát navrhol teoretický astrofyzik Igor Novikov v roku 1964.

Biela diera je hypotetická oblasť v časopriestore, ktorá je predpovedaná ako súčasť riešenia Einsteinových rovníc poľa.

Začnime však čiernymi dierami, pretože sa dajú ľahšie vysvetliť. Čierne diery vznikajú, keď stred veľkej umierajúcej hviezdy zasiahne sám seba. Celá hmota sa vytlačí do nekonečne malého objemu. Ich gravitačná príťažlivosť je taká veľká, že z nej nemôže uniknúť ani svetlo.

Biele diery sú presným opakom čiernych dier: hoci nič nemôže uniknúť z horizontu udalostí čiernej diery, nič nemôže vstúpiť do horizontu udalostí bielej diery. Jednoducho povedané, biela diera všetko vypľuje a nič nevstúpi.

Koncept bielej diery je mimoriadne zložitý. Preto sme sa to pokúsili vysvetliť v malých častiach. Na konci tohto článku sa o tomto zaujímavom fenoméne dozviete oveľa viac.

Existujú biele diery?

Biela diera je len teoretický matematický koncept a vo vesmíre nebola pozorovaná. Väčšina diskusií o bielych dierach sa točí okolo slov hypotetické, neuskutočniteľné a nereálne.

Sú potenciálnym riešením zákonov všeobecnej relativity, z ktorých vyplýva, že ak existujú večné čierne diery, musia vo vesmíre existovať aj biele diery.

Očakáva sa, že budú mať vlastnosti ako hmotnosť, náboj, moment hybnosti, ale čokoľvek, čo sa priblíži k bielej diere (dokonca aj rýchlosťou svetla), ju nikdy nedosiahne. Teoreticky v našom vesmíre nie je dostatok energie na to, aby vás vtiahla dovnútra.

Porušujú druhý zákon termodynamiky

Jedným z hlavných dôvodov, prečo sú biele diery považované za nereálne, je to, že znižujú entropiu, čo je v rozpore so zákonom termodynamiky.

Druhý termodynamický zákon hovorí, že celková entropia vesmíru sa neustále zvyšuje, takže zmena entropie je vždy pozitívna. To je dôvod, prečo biele diery nezapadajú do nášho súčasného modelu vesmíru.

Dôkaz pre biele diery

Zatiaľ čo dôkazy a informácie o bielych dierach zostávajú neisté, gama záblesk s názvom GRB 060614, ktorý objavil Neil Gerel's Swift Observatory v roku 2006, sa považuje za prvú zaznamenanú udalosť pre bielu dieru.

Na rozdiel od typických GRB, ktoré trvajú len niekoľko sekúnd, hybridný výbuch GRB 060614 trval pozoruhodných 102 sekúnd, ale nesúvisel so supernovou. To spochybnilo predchádzajúci vedecký konsenzus týkajúci sa čiernych dier a iných typov nebeských telies, ktoré môžu vyžarovať gama záblesky.

Biele diery môžu tvoriť tmavú hmotu

V roku 2018 vedci navrhli, že biele diery s mikroskopickými priemermi môžu tvoriť temnú hmotu. Takéto drobné biele diery nebudú vyžarovať žiadne žiarenie a keďže sú kratšie ako vlnová dĺžka svetla, budú neviditeľné.

Temná hmota tvorí asi 27 % nášho vesmíru a jej lokálna hustota je asi 1 % hmotnosti Slnka na kubický parsek. Na zohľadnenie tejto hustoty s bielymi dierami tím odhadol, že na 10 000 kubických kilometrov je potrebná jedna mikroskopická biela diera (asi jedna milióntina gramu a oveľa menšia ako protón).

Biele diery môžu dokonca predchádzať Veľkému tresku

Ďalšou zaujímavou teóriou, ktorú vedci predložili, je, že biele diery by mohli vysvetliť Veľký tresk, pretože toto je ďalší prípad, keď sa spontánne objavilo obrovské množstvo hmoty a energie.

V skutočnosti sa tvrdilo, že Veľký tresk bol výsledkom explózie bielej diery, ktorá údajne vychrlila všetku hmotu a informácie, ktoré čierna diera pohltila.

Je zrejmé, že nevieme, či je teória správna alebo nie, ale opäť je zábavné si myslieť, že život vznikol z bielej diery.

Biela diera a čierna diera sú prepojené cez červiu dieru

Jedným z hlavných dôvodov pre štúdium existencie bielych dier je to, že dokážu vyriešiť záhadu: čo sa deje v strede čiernej diery. Čo sa stane so všetkými nasatými informáciami?

Niekoľko teórií naznačuje, že na druhom konci čiernej diery je biela diera. Všetka hmota a informácie absorbované čiernou dierou sú vyhodené bielou dierou do iného vesmíru.

„Vstup“čiernej diery a „výstup“bielej diery môžu byť spojené s dvoma úplne odlišnými vesmírmi. A to, čo umožňuje toto spojenie, sa nazýva červia diera: možno si to predstaviť ako tunel s dvoma koncami, každý na inom mieste v časopriestore.

Teória všeobecnej relativity má reálne rovnice, ktoré pozostávajú z červích dier, tie však vo vesmíre ešte neboli pozorované. Červí diera môže spájať krátke vzdialenosti (niekoľko metrov), extrémne dlhé vzdialenosti (milióny svetelných rokov) alebo rôzne vesmíry.

V roku 1935 vedci pomocou Einsteinovej teórie všeobecnej relativity objavili červiu dieru typu 1, nazývanú Schwarzschildova červia diera. Celá Schwarzschildova metrika pozostáva z bielej diery, čiernej diery a dvoch samostatných svetov spojených v ich horizontoch udalostí cez červiu dieru.

Schwarzschildovo riešenie má dve reálne rovnice – kladnú a zápornú druhú odmocninu. Ten vysvetľuje, že čierna diera sa pohybuje dozadu v čase, čo je tiež biela diera.

Biele diery otvárajú možnosti cestovania v čase

Za určitých podmienok môže červia diera spojiť dva body v čase namiesto dvoch bodov v priestore. Teda objekt pohltený čiernou dierou môže prejsť cez červiu dieru a vybuchnúť ako biela diera v inej časovej oblasti [alebo priestoru].

Koncept má však množstvo nevýhod. Napríklad objekt padajúci do čiernej diery nevydrží jej obrovskú gravitačnú silu. A keďže je červia diera neuveriteľne nestabilná, okamžite sa zrúti sama na seba.

Niektorí fyzici však ukázali, že červia diera (ak existuje) môže umožniť cestovanie v priestore aj v čase. Profesor Kip Thorne z Kalifornského technologického inštitútu, ktorý je tiež laureátom Nobelovej ceny, navrhol, že tieto tri fenomény (čierne diery, červie diery a biele diery) by ľuďom umožnili cestovať tam a späť v čase (tisícky rokov).

Úprimne povedané, existujú stovky teórií o bielych dierach, ale vedci nenašli presvedčivé dôkazy na podporu ich existencie. Možno je pre nich dokonca miesto v našom obrovskom tajomnom vesmíre.