Tajemnica białych dziur: gdzie otwierają się okna do innych wszechświatów

Nie możemy zobaczyć czarnych dziur, o ich istnieniu świadczą różne pośrednie dane.

Będące pełnym przeciwieństwem pod względem właściwości, białe dziury istnieją tylko w teorii. Naukowcy przypuszczają, że mogły zniknąć w procesie rozwoju Wszechświata lub zatracić się w ciemnej materii, co uniemożliwia ich obserwację. Co wiemy o tych egzotycznych obiektach?

Wyobraźcie sobie sferę o tak ogromnej masie, że od jej powierzchni można oderwać się tylko z prędkością światła. To czarna dziura. Jej promień jest nazywany grawitacyjnym. Jeśli całą materię Słońca zmieścić w kuli o promieniu trzech kilometrów, zamieni się w czarną dziurę. Promień grawitacyjny nazywany jest także horyzontem zdarzeń. Jeśli za jego granicę do środka sfery trafi jakiś obiekt, na przykład statek kosmiczny lub kawałek gwiezdnej materii, już nie wróci. Ogromne siły grawitacyjne zaciągną go do czarnej dziury i rozszarpią na cząstki elementarne.

Z czarnej dziury atomy wpadają do białej dziury i błyskawicznie z niej wylatują, ale już w innym wszechświecie. Przy czym wylatują z przyszłości do przeszłości. Biała dziura to odwrócona w czasie czarna dziura.

Białe dziury są niestabilne. W miarę powstawania w nich materii, siły grawitacyjne rosną i w pewnym momencie niszczą obiekt, zamieniając go w czarną dziurę.

Prawdopodobnie wszystkie białe dziury, które powstały tuż po Wielkim Wybuchu, są teraz dosłownie martwe, dlatego ich nie widzimy.

We współczesnej kosmologii biała dziura pełni ważną funkcję — bez niej narodziny wszechświatów są niemożliwe. Pod koniec lat 80. amerykański fizyk Alan Guth, jeden z autorów teorii inflacji, wymodelował proces narodzin nowego świata w środku starego wszechświata. Przypuśćmy, że w kosmosie powstaje osobliwość (segment o bardzo dużej gęstości materii i krzywiźnie przestrzeni). Jej eksplozja i szybki wzrost (inflacja) zaczynają się od białej dziury niezwykle mocno miażdżącej czasoprzestrzeń.

Biała dziura rośnie jak pryszcz na ciele, a z biegiem czasu oddziela się od macierzyńskiego wszechświata, pozostawiając bliznę w postaci czarnej dziury. W nowonarodzonym świecie powstaje zatem „pępek”. Blizny „poporodowe” w obu wszechświatach szybko zarosną z powodu promieniowania Hawkinga.

Dopóki nowy świat nie oddzieli się, można obserwować jego narodziny i powstawanie wewnątrz niego gwiazd i galaktyk. Nie jest wykluczone, że nasz wszechświat również pojawił się w taki sposób wewnątrz jakiegoś innego wszechświata.

Według fizyków teoretycznych Carla Rovelliego z Francji i Franceski Vidotto z Hiszpanii, większość ciemnej materii może składać się z białych dziur.

Zrewidowali hipotezę astrofizyk Jane McGibbon sprzed trzydziestu lat, że ciemna materia pozostała po wyparowanych czarnych dziurach, i doszli do wniosku, że są to białe dziury. Chodzi o pierwotne czarne dziury, które powstały tuż po Wielkim Wybuchu. W ciągu ponad 13,7 miliarda lat istnienia wszechświata materia stopniowo wypływała z nich w postaci promieniowania Hawkinga. Po osiągnięciu długości Plancka (około 10-35 metrów), zamieniły się w białe dziury.

W przeciwieństwie do białych dziur o normalnej wielkości, mikroskopijne mogą być stabilne, ponieważ w mikroskali procesy kwantowe przeważają nad grawitacyjnymi.

Ciemna materia zajmuje około jednej czwartej wszechświata i kumuluje się wewnątrz galaktyk. Nie ma żadnych przejawów, nie promieniuje i współdziała ze zwykłą materią jedynie grawitacyjnie.