Θεωρίες φυσικής

Τι είναι οι λευκές τρύπες;

Written by Δ.Μ.

Οι μαύρες τρύπες δημιουργούνται όταν τα πολύ μεγάλα αστέρια καταρρέουν στο τέλος της ζωής τους προς μία σουπερνόβα. Τι είναι λοιπόν η λευκή τρύπα; Είναι μέχρι σήμερα μία άκρως θεωρητική ιδέα, που ακόμα δεν την έχουμε αντικρύσει. Αλλά ας ξεκινήσουμε με τις μαύρες τρύπες. Και μετά να μιλήσουμε για τις λευκές τρύπες.

Share

Οι μαύρες τρύπες δημιουργούνται όταν τα πολύ μεγάλα αστέρια καταρρέουν στο τέλος της ζωής τους προς μία σουπερνόβα. Τι είναι λοιπόν η λευκή τρύπα; Είναι μέχρι σήμερα μία άκρως θεωρητική ιδέα, που ακόμα δεν την έχουμε αντικρύσει. Αλλά ας ξεκινήσουμε με τις μαύρες τρύπες. Και μετά να μιλήσουμε για τις λευκές τρύπες.

black-white-holes

Οι μαύρες τρύπες είναι μέρη στο σύμπαν όπου η ύλη και η ενέργεια συμπιέζονται τόσο πυκνά ώστε η ταχύτητα διαφυγής τους να είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Η πλήρης περιγραφή της απαιτεί πολλά και δύσκολα μαθηματικά, αλλά γνωρίζουμε ότι είναι πραγματικά αντικείμενα στο σύμπαν μας. Προβλέφθηκαν από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν αλλά ανακαλύφθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες. Πρόσφατα έχουμε φωτογραφίσει μία μαύρη τρύπα, ενώ συλλάβαμε και τα βαρυτικά κύματα από τις συγκρούσεις τους.

Οι μαύρες τρύπες λοιπόν δημιουργούνται όταν τα αστέρια, πολύ πιο ογκώδη από τον Ήλιο μας, που πεθαίνουν με κατακλυσμιαίο και καταστροφικό τρόπο προς μία σουπερνόβα.

Και τι είναι μια λευκή τρύπα; Οι λευκές τρύπες δημιουργούνται όταν οι αστροφυσικοί εξερευνούν μαθηματικά το περιβάλλον γύρω από τις μαύρες τρύπες, αλλά υποκρίνονται ότι δεν υπάρχει μάζα στον ορίζοντα γεγονότων τους . Τι συμβαίνει λοιπόν όταν έχετε μια ιδιομορφία (ανωμαλία) μιας μαύρης τρύπας χωρίς μάζα;

Η θεωρία του Αϊνστάιν δεν μιλάει μόνο για τις μαύρες τρύπες. Υπάρχει μια άλλη πρόβλεψη που δεν είναι τίποτα άλλο από μια λευκή τρύπα που είναι αντίθετη από τη μαύρη τρύπα. Τίποτα δεν μπορεί να εισέλθει στον ορίζοντα γεγονότων μιας λευκής τρύπας σε αντίθεση με αυτόν μιας μαύρης. Δεν επιτρέπει τίποτα να μπει σε αυτόν τον ορίζοντα, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει τίποτα σε αυτόν. Προβλέπεται ότι οι λευκές τρύπες είναι μία πύλη. Τίποτα δεν μπορεί να εισέλθει, αλλά τίποτα δεν μπορεί να βγει.

Οι λευκές τρύπες είναι εντελώς θεωρητικές μαθηματικές έννοιες. Στην πραγματικότητα, εάν κάνετε τα μαθηματικά της μαύρης τρύπας, αγνοώντας τη μάζα της ιδιομορφίας θα σας κάνει τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη.

Η μαύρη τρύπα και η λευκή τρύπα συνδέονται. Η ενέργεια και η ύλη που εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα βγαίνουν μέσω μιας λευκής τρύπας. Προτείνεται επίσης ότι οι λευκές τρύπες προέκυψαν από τη μαύρη τρύπα που πεθαίνει. Οι μαύρες τρύπες χάνουν τη μάζα με τη μορφή ακτινοβολίας που εξαφανίζεται και τελικά εμφανίζεται ως λευκή τρύπα.

seds2

Μετά η πρόβλεψη των λευκών οπών οι ερευνητές προέβλεψαν επίσης ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να υπήρχαν ακόμη και πριν από το big bang. Ωστόσο, το big bang ήταν η αρχή του σύμπαντος μας, ίσως να υπήρχε ένα άλλο σύμπαν που μπορεί να υπήρχε πριν από το big bang.

Δεν είναι πράγματα που υπάρχουν στην πραγματικότητα. Δεν είδαμε ποτέ οι αστρονόμοι να εντόπισαν μια ασυνήθιστη έκρηξη ακτινοβολίας και στη συνέχεια να ανέπτυξαν υποθετικά μοντέλα λευκών οπών για να τα εξηγήσουν.

Για παράδειγμα: Αν δεν έχετε καθόλου λεφτά δεν μπορείτε να μοιράσετε το τίποτα σας.  Θα ήταν γελοίο να χρησιμοποιήσετε την ύπαρξη αρνητικών αριθμών για να ισχυριστείτε ότι υπάρχουν “αρνητικά χρήματα” που μπορούν να μοιραστούν σε ανθρώπους.

Τώρα αν υπάρχουν οι λευκές τρύπες, που πιθανότατα δεν υπάρχουν, θα συμπεριφέρονταν σαν αντίστροφες μαύρες τρύπες – όπως προβλέπουν τα μαθηματικά. Αντί να τραβά – έλκει υλικό προς τα μέσα της όπως κάνει η μαύρη τρύπα, μια λευκή τρύπα θα εκτοξεύσει το υλικό στο διάστημα σαν ένα είδος σιντριβανιού. Τόσο γενναιόδωρες είναι αυτές οι λευκές τρύπες.

Μία από τις άλλες συνέπειες των μαθηματικών της λευκής τρύπας, είναι ότι υπάρχουν θεωρητικά μόνο εφόσον δεν υπάρχει ούτε ένα σημείο ύλης εντός του ορίζοντα γεγονότων της. Ακόμα κι ένα άτομο υδρογόνου να παρασυρόταν στην περιοχή αυτή, το όλο πράγμα θα καταρρεύσει. Ακόμα κι αν δημιουργήθηκαν λευκές τρύπες στην αρχή του σύμπαντος, θα είχαν καταρρεύσει πολύ καιρό τώρα, αφού το σύμπαν μας είναι ήδη γεμάτο με αδέσποτη ύλη.

Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν μερικοί φυσικοί που πιστεύουν ότι οι λευκές τρύπες μπορεί να είναι κάτι περισσότερο από θεωρητικές. Οι Hal Haggard και Carlo Rovelli του Πανεπιστημίου Aix-Marseille στη Γαλλία εργάζονται για να εξηγήσουν τι συμβαίνει μέσα σε μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας έναν κλάδο της θεωρητικής φυσικής που ονομάζεται κβαντική βαρύτητα βρόχου.

Θεωρητικά, η ιδιομορφία μιας μαύρης τρύπας θα μπορούσε να συμπιεστεί μέχρι το μικρότερο δυνατό μέγεθος που προβλέπει η φυσική. Και τότε θα αναπηδούσε ως μία λευκή τρύπα. Αλλά λόγω του σοβαρού φαινομένου της διαστολής του χρόνου γύρω από μια μαύρη τρύπα, αυτό το συμβάν θα χρειαστεί δισεκατομμύρια χρόνια ακόμη και για μαύρες τρύπες με ελάχιστη μάζα για να εμφανιστούν τελικά οι λευκές τρύπες.

Εάν δημιουργήθηκαν μικροσκοπικές μαύρες τρύπες μετά το Big Bang, μπορεί να φτάσουν σε αποσύνθεση και να εκραγούν ως λευκές τρύπες οποιαδήποτε μέρα έως τώρα. Εκτός κι αν, σύμφωνα με τον Stephen Hawking, θα είχαν ήδη εξατμιστεί.

Μια άλλη ενδιαφέρουσα ιδέα που διατυπώνουν οι φυσικοί, είναι ότι μια λευκή τρύπα μπορεί να εξηγήσει το Big Bang, καθώς αυτή είναι μια άλλη κατάσταση όπου εμφανίστηκε αυθόρμητα μια τεράστια ποσότητα ύλης και ενέργειας.

Κατά πάσα πιθανότητα, οι λευκές τρύπες είναι απλά φανταχτερά μαθηματικά. Και επειδή τα φανταχτερά μαθηματικά σπάνια επιβιώνουν με την επαφή τους με την πραγματικότητα, οι λευκές τρύπες είναι πιθανώς απλώς φανταστικές.

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share