Белая дыра: место, куда невозможно войти и откуда нельзя вернуться

Все мы наслышаны о черных дырах — этих безжалостных пожирателях всего, что пролетает мимо. Но представьте себе объект, который работает с точностью до наоборот. Он ничего не втягивает, а наоборот — беспрерывно выбрасывает наружу вещество и свет. Это как если бы черная дыра вывернулась наизнанку. Знакомьтесь: белая дыра.

Что такое белая дыра

Если черную дыру можно сравнить с космическим пылесосом, который засасывает все без разбора, то белая дыра — это гигантский фонтан. Она не притягивает, а отталкивает. Попасть в нее невозможно, зато из нее постоянно что-то вылетает.

Чтобы понять эту идею, вспомним, как работает черная дыра. Там сила тяжести настолько чудовищна, что вторая космическая скорость (та самая, которая нужна, чтобы улететь от объекта) должна быть выше скорости света. А раз свет — это самое быстрое, что есть во Вселенной, то вырваться оттуда нельзя.

У белой дыры все наоборот: скорость входа там должна быть выше скорости света. То есть залететь внутрь просто невозможно. Она как неприступная крепость, из которой никто не может выйти наружу, но и войти внутрь тоже нельзя.

Откуда взялась идея о белых дырах

История белых дыр началась с теории относительности Эйнштейна. Немецкий ученый Карл Шварцшильд решил уравнения Эйнштейна для массивной точки и математически описал черную дыру. Но в его расчетах скрывался любопытный трюк.

Представьте, что вы смотрите фильм про падение камня. А теперь прокрутите пленку назад. Камень взлетит вверх. В физике такой прием называется «обращением времени». Так вот, если проделать это с математическим описанием черной дыры (прокрутить время вспять для формул), то черная дыра превращается в белую. Гравитационная воронка становится горой, из которой вылетает все, что до этого туда упало.

Что такое горизонт событий для черной дыры? Это воображаемая граница, та самая «точка невозврата». Пересек ее — и ты обречен на вечное падение внутрь.

Для белой дыры горизонт событий работает только на выход. Вы можете бесконечно долго стоять снаружи и смотреть, как изнутри вылетают потоки частиц и света. Но сделать шаг внутрь нельзя: законы физики этого не позволят. С точки зрения математики, горизонт событий белой дыры — это граница, которую ничто не может пересечь извне.

Точно ли белые дыры существуют

Вот тут начинается самое интересное. Астрономы еще ни разу не видели ничего похожего на белую дыру. Но физики-теоретики имеют несколько сценариев, где такие объекты могли бы появиться.

1. Наша Вселенная как белая дыра. Самый смелый сценарий — это Большой взрыв. Вся материя, из которой состоят звезды, планеты и мы с вами, вылетела из одной-единственной точки — сингулярности. Это ли не идеальное описание белой дыры? Возможно, наш космос и есть тот самый гигантский «фонтан», который до сих пор расширяется.
2. Черные дыры, которые устали быть черными. Есть теория под названием «петлевая квантовая гравитация». Согласно ей, черная дыра не может сжиматься вечно. В какой-то момент сжатие сменяется чудовищным отскоком, и дыра «выворачивается» наизнанку, выбрасывая наружу все накопленное вещество. Как сильно сжатая пружина, которая наконец распрямилась. Так на месте погибшей черной дыры может родиться белая.

Почему белые дыры до сих пор не нашли

Если белые дыры существуют, они должны быть невероятно яркими и заметными — ведь они постоянно извергают энергию. Но их не видно. Почему?

Возможно, они живут слишком мало и мгновенно схлопываются обратно. Или же прячутся в самых недоступных уголках Вселенной. А может быть, белые дыры — это лишь математическая фантазия, красивая ошибка в уравнениях, которая никогда не воплотится в реальность. Но возможно, белые дыры лишь ждут своего  первооткрывателя.

По материалам howstuffworks.com.