Белые дыры — секретный ингредиент темной материи | Пикабу

Что такое белая дыра?

Раз существуют дыры черные, почему бы не появиться белым? Не все воспринимают эти идеи серьезно, но все же:

1. Белая дыра представляет собой объект, в который свет попасть не может;
2. Является полной противоположностью черной дыры;
3. Гравитация действует не «внутрь», на схлопывание, а «наружу»;
4. Официально не зафиксировано ни одного подобного объекта.

Одной большой белой дырой мог быть сам момент появления Вселенной. Взрыв, повлекший за собой распространение во все стороны:

• Времени;
• Вещества;
• Пространства;
• Энергии.

Хотя, раз мы не знаем достоверно, что именно существовало до этого момента, оценивать последствия явления сложно. Даже живя в мире, который сформировался только благодаря этому событию. Существование черных дыр, как полной противоположности созиданию, может показаться той еще иронией.

Все теории на тему существования подобного объекта – шиты белыми нитками. Мало кто относится к ней всерьез, но и списывать со счетов не спешат. Логика простая, раз затронут вопрос самого мироздания, почему бы не выдвинуть пару теорий. Вдруг, спустя столетие одна из них найдет свое подтверждение или просто очень близко подойдет к описанию объективной реальности.

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

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.

Что такое черная дыра?

Теоретически, черные дыры должны существовать:

1. Первые предположения были выдвинуты еще в XVIII веке;
2. Математические доказательства представлены лишь 100 лет назад;
3. Само понятие «черная дыра» ввели 50 лет назад;
4. Не все физики верят в существование этих объектов.

Теоретически, речь идет об определенной области с очень высокой плотностью. Как следствие – огромная масса и непреодолимая сила гравитации. В прямом смысле этого слова, даже солнечные лучи не могут покинуть пределы этого пространства.

Существуют различные гипотезы, касательно возникновения и развития дыр:

• Формируются из «погибших» звезд;
• Разрастаются со временем, за счет увеличения массы;
• Сформировались с первых дней существования Вселенной;
• Могут существовать квантовые черные дыры – стабильные и микроскопические.

Возможность отправить космонавтов на исследование подобного объекта решила бы все научные споры. Когда можно было бы «пощупать» загадку, ну или хоть зафиксировать при помощи имеющихся приборов.

Белые дыры

Но белые дыры, предсказанные Эйнштейном и до сих пор не обнаруженные, являют собой гораздо большую загадку. 

После Эйнштейна исследованием идеи белой дыры занимались советские физики Игорь Новиков и Николай Кардашев. В 1976 году работу на эту тему опубликовал знаменитый британский физики Стивен Хокинг.

Белые дыры — секретный ингредиент темной материи

Белые дыры могут даже предшествовать большому взрыву

<![CDATA[]]><![CDATA[]]>

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.

Белые дыры могут составить темную материю

В 2021 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 и черные дыры, правда и вымысел

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.

Видео про белые дыры

В данном ролике астрофизик Леонид Потапов расскажет, какими свойствами может обладать белая дыра, как действуют законы физики внутри нее:

Доказательства в отношении белых дыр

<![CDATA[]]><![CDATA[]]>

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.

Доля скепсиса

Так почему же мы так и не встретили во Вселенной даже намека на существование феномена, который имеет такие веские теоретические обоснования?

По мнению ученых, на то есть целый ряд веских причин.

В первую очередь, не совсем понятно, как формируются белые дыры. Для черных дыр у нас есть соответствующие теории, но как именно образуются белые дыры, не ясно. 

Ведь нельзя же в действительности отмотать время назад во Вселенной?

Или можно?

Для этого пришлось бы начать с сингулярности и отматывать время назад. Белая дыра извергает из себя материю, пока в конце концов не превратится в звезду. 

Интересный сценарий. Но он потребовал бы уменьшения энтропии, что нарушает второй закон термодинамики. А следовательно, приняв эту гипотезу, мы подвергли бы сомнению фундаментальные основы современной физики. Наши представления об устройстве Вселенной в миг пошатнулись.

По мнению астрофизика Карен Мастерс, единственное объяснение существования сингулярности во Вселенной с самого ее зарождения, это гипотеза о том, что сингулярность существовала и раньше. “Вселенная каким-то образом сформировалась с уже готовыми сингулярностями”, – подчеркивает Мастерс.

Дальше – больше. Что говорит современная физика со всеми ее расчетами о том, может ли белая дыра существовать на самом деле?

А вот что.

Никакая материя не может существовать в окрестностях черной дыры. Как только материя оказывается в этом регионе, рядом с ней уже не может быть белой дыры.

Иными словами, черная дыра, всасывающая материю, и белая дыра, извергающая ее, попросту не могут сосуществовать поблизости друг от друга. Допустить такое, значит, опять таки попросту отвергнуть всю современную космологию.

Поэтому, если белые дыры когда-то существовали во Вселенной, то их жизненный цикл довольно быстро прекратился. Фактически, это случилось за миллиарды лет до того, как начала зарождаться жизнь на Земле.

Но это не значит, что сам по себе феномен невозможен. И больше того, он может иметь огромное значение для нашего понимания Вселенной.

Не страшно, что белые дыры пока являются чистой теорией, констатирует Старр. Черные дыры тоже когда-то были теорией. И скептиков по этому вопросу хватало еще совсем недавно, подчеркивает она.

Интересные факты о черных дырах

На самом деле, на сегодняшний день зафиксированы тысячи объектов, которые могут оказаться черными дырами:

• Данные берутся на основе анализа плотности пространства;
• Вычисляют предполагаемую массу и гравитационное воздействие;
• При помощи специальных формул определяют, может ли найденный объект быть дырой или он является чем-то другим.

Грубо говоря, к черным дырам относят все то, что находится за гранью понимания – слишком высокая плотность и гравитация. На самом деле, среди этой тысячи обнаруженных участков может быть что угодно. Десятки или сотни еще неизведанных феноменов.

Еще одним забавным моментом выглядит обсуждение самой «формы»:

1. Любая сфера в двумерном пространстве – круг;
2. Посмотрев на Солнце, вы увидите лишь диск, хоть мы и знаем о сферической форме звезды;
3. Аналогичный мысленный эксперимент можно провести и с Луной.

В большинстве фильмов, призванных популяризировать науку, черные дыры представляется именно в виде плоского объекта, «дыры реальности». Даже название уже о многом говорит. Но может оказаться так, что речь идет о сферических объектах, таких как звезды, например. И тут появятся лишь дополнительные загадки.

Как выглядит белая дыра

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.

Квантовая гравитация

По мнению авторов нового исследования, черные дыры взрываются и превращаются в белые дыры, которые извергают всю ту материю, энергию и информацию, которую засосали на предыдущем этапе своей эволюции.

“Я изучаю возможность того, что в конце своего жизненного цикла черные дыры становятся белыми дырами”, – поясняет автор одного из таких исследований, итальянский физик Карло Ровелли, занимающийся исследованиями квантовой гравитации в Марсельском университете (Франция).

По этому сценарию, черные дыры представляют собой звезды, которые разрушаются, а затем перерождаются. Но мы видим это в крайне замедленном темпе, считает Ровелли.

Данная гипотеза основана на еще недоказанной и очень спорной теории квантовой гравитации. 

Однако такая модель может дать ответ на волнующий вопрос о том, куда девается вся та материя, которую черные дыры засасывают в себя. Действительно ли они разрушают материю и информацию безвозвратно?

Согласно гипотезе Ровелли, белая дыра извергает из себя материал, когда затянутый в черную дыру.

Но самое интересное в том, как Ровелли и его коллеги объясняют несопоставимые сроки существования черных и белых дыр. Почему черные дыры существуют долго, а белые – быстротечны?

Потому что гравитация растягивает время, поясняют исследователи. Переход от черной дыры к белой происходит довольно быстро, но для стороннего наблюдателя это выглядит так, будто черная дыра существует миллиарды лет.

В связи с этим Ровелли предполагает, что белые дыры могут быть источниками таинственных сигналов, которые известны как “первые радиовспышки”, тех самых, которые многие ученые принимают за послания инопланетных цивилизаций.

Старые черные дыры, образовавшиеся на заре Вселенной, давно эволюционировали, но из-за “фокусов” гравитации со временем, мы видим, как они взрываются только сейчас. Возможно, именно так можно объяснить некоторые источники высокоэнергетического излучения, которые ученые сегодня приписывают сверхновым звездам.

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.

Правда и вымысел: “белые” и “серые” дыры

Проблема существования белых дыр

Пространственные аномалии в космосе

Черная дыра представляет собой:

• Участок во времени и пространстве с аномально высокой плотностью;
• Массивный объект с непреодолимой для света силой притяжения;
• Ловушку, орбиту которой не могут покинуть даже фотоны света;
• Настоящий кошмар для любого астронавта.

Белая дыра, соответственно:

1. Является объектом, в который невозможно попасть из другого участка пространства;
2. Противоположна по самой концепции черной дыре;
3. Прототип Большого взрыва;
4. Не существует в реальности.

Это интересная концепция, которую можно обсудить не только в научном кругу, но и за стойкой бара. Вопросы возникновения пространства и времени – благодатная тема для спорщиков. Ведь никто из ныне живущих людей, скорее всего, не получит подтверждения своим мыслям и идеям на этот счет. Но появляется возможность прикоснуться к чему-то великому, а быть может – угадать истину.

Где именно находятся черные и белые дыры во Вселенной и как они могут повлиять на жизнь человека? Белые – в воображении, черные – в центре далеких галактик. Влияния никакого, но прогресс ведь не должен стоять на месте, вдруг что интересное придумают.

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.

Тайны космоса

Вселенная полна загадок:

• Исследован лишь небольшой «клочок» звездного неба;
• Человечество не может с уверенностью заявить, что ни на одной ближайшей планете или спутнике нет жизни;
• Периодически приходят сенсационные заявления об обнаружении планет за Плутоном;
• Мало кто понимает концепцию гравитации, даже среди ученых умов;
• Происхождение всего нас окружающего так и остается загадкой, которой более 15 миллиардов лет.

Кстати, возраст нашей Вселенной – не достоверно установленная величина. Если вы поищите издания энциклопедий за 00-е годы, вы обнаружите оценку в 3-4 миллиарда лет. С тех пор она неуклонно росла и даже сегодняшние цифры могут быть пересмотрены уже в недалеком будущем.

Стоит ли что-то с уверенностью утверждать о космосе и всем таком прочем? Без научных изысканий и попыток познать истину мы никуда не сдвинемся, застряв на догмах.

Черные дыры

Черные дыры известны благодаря своей жадности воистину галактических масштабов.

Считается, что они обладают столь высокой плотностью, что от них не может убежать даже свет. По сути, мы до сих пор не знаем этого точно, но уже можно с уверенностью утверждать, что черные дыры, активно поглощающие материю, существуют на самом деле.

Астрономы в последние годы даже научились получать их изображения.

Иными словами, в существовании черных дыр сегодня сомнений фактически нет.

Предположительно, они формируются, когда разрушаются звезды. Хотя создание сверхмассивных черных дыр, как, например, та, что находится в центре Млечного пути, до сих пор остается загадкой, отмечает обозреватель Мишель Стар.