A fehér lyukak megnyitják az időutazás lehetőségét

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A fehér lyukak létezésének lehetőségét először Igor Novikov elméleti asztrofizikus vetette fel 1964-ben.

A fehér lyuk a téridő egy hipotetikus régiója, amelyet az Einstein-téregyenlet megoldásának részeként jósolnak meg.

De kezdjük a fekete lyukakkal, mert könnyebben megmagyarázhatók. Fekete lyukak akkor keletkeznek, amikor egy nagy haldokló csillag középpontja önmagába ütközik. A teljes masszát végtelenül kis térfogatra préseljük ki. Gravitációs vonzásuk olyan nagy lesz, hogy még a fény sem tud kikerülni előle.

A fehér lyukak pontosan a fekete lyukak ellentétei: bár a fekete lyuk eseményhorizontjából semmi sem kerülhet ki, a fehér lyuk eseményhorizontjába semmi sem kerülhet be. Egyszerűen fogalmazva, a fehér lyuk mindent kiköp, és semmi sem jut be.

A fehér lyuk fogalma rendkívül összetett. Ezért megpróbáltuk kis részekben elmagyarázni. A cikk végére sokkal többet megtudhat erről az érdekes jelenségről.

Léteznek fehér lyukak?

A fehér lyuk csak egy elméleti matematikai fogalom, és nem figyelték meg az univerzumban. A legtöbb fehér lyukról szóló vita a hipotetikus, kivitelezhetetlen és valószerűtlen szavak körül forog.

Ezek potenciális megoldást jelentenek az általános relativitáselmélet törvényeire, amelyek azt jelentik, hogy ha léteznek örök fekete lyukak, akkor fehér lyukaknak is létezniük kell az univerzumban.

Olyan tulajdonságokkal várják őket, mint a tömeg, a töltés, a szögimpulzus, de bármi, ami megközelíti a fehér lyukat (még fénysebességgel sem), soha nem éri el. Elméletileg nincs elég energia az univerzumunkban ahhoz, hogy befelé húzzon.

Megsértik a termodinamika második főtételét

Az egyik fő ok, amiért a fehér lyukakat irreálisnak tekintik, az az, hogy csökkentik az entrópiát, ami ellentétes a termodinamika törvényével.

A termodinamika második főtétele szerint a világegyetem teljes entrópiája folyamatosan növekszik, így az entrópia változása mindig pozitív. Ez az oka annak, hogy a fehér lyukak nem illenek bele a jelenlegi univerzum-modellünkbe.

A fehér lyukak bizonyítéka

Míg a fehér lyukakra vonatkozó bizonyítékok és információk továbbra is bizonytalanok, a Neil Gerel Swift Obszervatóriuma által 2006-ban felfedezett GRB 060614 gammasugár-kitörést tartják az első feljegyzett fehér lyukkal kapcsolatos eseménynek.

A tipikus GRB-kkel ellentétben, amelyek csak néhány másodpercig tartanak, a GRB 060614 hibrid robbanás figyelemre méltó 102 másodpercig tartott, de nem társult szupernóvával. Ez megkérdőjelezte a fekete lyukakkal és más típusú égitestekkel kapcsolatos korábbi tudományos konszenzust, amelyek gamma-kitöréseket bocsáthatnak ki.

A fehér lyukak sötét anyagot képezhetnek

2018-ban a tudósok felvetették, hogy a mikroszkopikus átmérőjű fehér lyukak sötét anyagot alkothatnak. Az ilyen apró fehér lyukak nem bocsátanak ki semmilyen sugárzást, és mivel rövidebbek a fény hullámhosszánál, láthatatlanok lesznek.

A sötét anyag az univerzumunk körülbelül 27%-át teszi ki, helyi sűrűsége pedig a Nap tömegének körülbelül 1%-a köbparszekenként. Ennek a sűrűségnek a fehér lyukakkal való figyelembevételéhez a csapat becslése szerint 10 000 köbkilométerenként egy mikroszkopikus fehér lyuk (körülbelül egy milliomod gramm és sokkal kisebb, mint egy proton) szükséges.

A fehér lyukak még az ősrobbanást is megelőzhetik

A kutatók másik érdekes elmélete szerint a fehér lyukak magyarázatot adhatnak az ősrobbanásra, mivel ez egy másik eset, amikor hatalmas mennyiségű anyag és energia jelent meg spontán módon.

Valójában azzal érveltek, hogy az Ősrobbanás egy fehér lyuk robbanásának eredménye, amely állítólag minden anyagot és információt kidobott, amit a fekete lyuk elnyelt.

Nyilván nem tudjuk, hogy az elmélet helyes-e vagy sem, de megint csak vicces belegondolni, hogy az élet egy fehér lyukból támadt.

A fehér lyuk és a fekete lyuk egy féreglyukon keresztül kapcsolódik össze

A fehér lyukak létezésének tanulmányozásának egyik fő oka az, hogy képesek megfejteni a rejtélyt: mi történik egy fekete lyuk közepén. Mi történik az összes beszippantott információval?

Számos elmélet azt sugallja, hogy a fekete lyuk másik végén fehér lyuk található. A fekete lyuk által elnyelt összes anyagot és információt a fehér lyuk egy másik univerzumba dobja.

A fekete lyuk „belépése” és a fehér lyuk „kilépése” két teljesen különböző univerzumhoz köthető. És ami ezt a kapcsolatot lehetővé teszi, azt féreglyuknak nevezzük: felfogható egy alagútnak, amelynek két vége van, mindegyik a téridőben más-más helyen.

Az általános relativitáselméletnek vannak valós egyenletei, amelyek féreglyukakból állnak, de ezeket még nem figyelték meg az univerzumban. A féreglyuk rövid távolságokat (néhány méter), rendkívül nagy távolságot (több millió fényév) vagy különböző univerzumokat köthet össze.

1935-ben a tudósok Einstein általános relativitáselméletének felhasználásával fedeztek fel egy 1-es típusú féreglyukat, Schwarzschild féreglyukat. A teljes Schwarzschild-metrika egy fehér lyukból, egy fekete lyukból és két külön világból áll, amelyek eseményhorizontjukon egy féreglyukon keresztül kapcsolódnak össze.

Schwarzschild megoldásának két valós egyenlete van - pozitív és negatív négyzetgyök. Ez utóbbi megmagyarázza, hogy a fekete lyuk visszafelé halad az időben, ami egyben fehér lyuk is.

A fehér lyukak lehetőséget adnak az időutazásra

Bizonyos feltételek mellett egy féregjárat két időpontot köthet össze a tér két pontja helyett. Így egy fekete lyuk által elnyelt tárgy átjuthat a féreglyukon, és fehér lyukként kitörhet az idő [vagy tér] másik régiójában.

A koncepciónak azonban számos hátránya van. Például egy fekete lyukba eső tárgy nem lesz képes ellenállni annak hatalmas gravitációs vonzásának. És mivel a féreglyuk hihetetlenül instabil, azonnal magától összeesik.

Egyes fizikusok azonban kimutatták, hogy a féreglyuk (ha létezik) lehetővé teszi az utazást térben és időben egyaránt. Kip Thorne, a California Institute of Technology professzora, aki szintén Nobel-díjas, azt javasolta, hogy ez a három jelenség (fekete lyukak, féreglyukak és fehér lyukak) lehetővé teheti az emberek számára, hogy oda-vissza utazzanak az időben (több ezer éven át).

Őszintén szólva, több száz elmélet létezik a fehér lyukakkal kapcsolatban, de a tudósok nem találtak meggyőző bizonyítékot a létezésük alátámasztására. Talán még helyük is van hatalmas titokzatos univerzumunkban.