Plik biała dziura jest to osobliwość czasoprzestrzeni, należąca do dokładnych rozwiązań równań ogólnej teorii względności. Te osobliwości mają coś, co nazywa się a horyzont zdarzeń. Oznacza to obecność bariery, której w białej dziurze nic nie może przeniknąć z zewnątrz. Teoretycznie biała dziura to osobliwość, która sięga przeszłości.
W tej chwili nikt nie był w stanie żadnego zaobserwować. Ale możliwe jest, że nasze istnienie zawdzięczamy najbardziej wyjątkowemu ze wszystkich: Wielki Wybuch sprzed 13,8 miliarda lat można uznać za zdarzenie spowodowane przez supermasywną białą dziurę..
Ogólna teoria względności uważa, że czasoprzestrzeń może zostać zdeformowana pod wpływem przyspieszenia lub obecności masywnych obiektów. Jest to ta sama teoria, która przewidywała istnienie czarnych dziur, których odpowiednikiem byłyby białe dziury. Dlatego uważa się, że ich istnienie jest równie możliwe.
Otóż, aby uformować osobliwość czasoprzestrzenną, potrzebny jest jakiś mechanizm fizyczny. W przypadku czarnych dziur wiadomo, że przyczyną jest grawitacyjne zapadanie się supermasywnej gwiazdy..
Jednak fizyczny mechanizm, który mógłby spowodować powstanie osobliwości białej dziury, nie jest obecnie znany. Chociaż z pewnością pojawili się kandydaci, aby wyjaśnić swoje możliwe szkolenie, jak zobaczymy wkrótce.
Indeks artykułów
Wiele ze znanych czarnych dziur to pozostałości po nadolbrzymie, który uległ wewnętrznemu upadkowi..
Kiedy tak się dzieje, siły grawitacyjne rosną do tego stopnia, że nic, co się zbliża, nie może umknąć ich wpływowi, nawet światło..
Dlatego czarne dziury są w stanie połknąć wszystko, co do nich wpadnie. Wręcz przeciwnie, nic nie mogłoby wejść do białej dziury, wszystko byłoby odrzucone lub z niej odparte..
Czy istnienie takiego obiektu jest możliwe? W końcu czarne dziury pozostawały przez długi czas jako matematyczne rozwiązanie równań pola Einsteina, dopóki nie zostały wykryte dzięki efektom grawitacji i promieniowania, jakie wywołują w swoim środowisku, a ostatnio sfotografowano..
Natomiast białe dziury są nadal ukryte przed kosmologami, jeśli naprawdę istnieją..
Teoria o istnieniu białych dziur powstała na podstawie prac Karla Schwarzschilda (1873-1916), niemieckiego fizyka, który jako pierwszy znalazł dokładne rozwiązanie relatywistycznych równań pola Alberta Einsteina.
W tym celu opracował model o symetrii sferycznej, którego rozwiązania mają osobliwości, czyli dokładnie czarne dziury i ich białe odpowiedniki..
Praca Schwarzschilda nie była zbyt popularna, być może została opublikowana podczas pierwszej wojny światowej. Kilka lat zajęło dwóm fizykom samodzielne podjęcie tego zagadnienia w latach sześćdziesiątych XX wieku..
W 1965 roku matematycy Igor Novikov i Yuval Ne'eman przeanalizowali rozwiązania Schwarzschilda, ale używając innego układu współrzędnych.
W tym czasie nie ukuto jeszcze terminu biała dziura. W rzeczywistości były one znane jako „opóźnione jądra” i uważane były za niestabilne.
Jednak będąc odpowiednikiem czarnych dziur, naukowcy próbowali znaleźć fizyczny obiekt, którego natura byłaby zgodna z przewidywaną dla białych dziur..
Naukowcy wierzyli, że znaleźli go w kwazarach, najjaśniejszych obiektach we Wszechświecie. Emitują one intensywny strumień promieniowania wykrywany przez radioteleskopy, dokładnie tak, jak powinna to robić biała dziura..
Ostatecznie jednak energii kwazarów podano bardziej wykonalne wyjaśnienie, związane z czarnymi dziurami w centrum galaktyk. I tak białe dziury znów były abstrakcyjnymi matematycznymi jednostkami.
Więc chociaż są znane, białe dziury przyciągają znacznie mniej uwagi niż czarne dziury. Wynika to nie tylko z faktu, że uważa się je za niestabilne, co poddaje w wątpliwość ich rzeczywiste istnienie, ale także dlatego, że nie ma uzasadnionej hipotezy o ich możliwym pochodzeniu..
Natomiast czarne dziury powstają w wyniku grawitacyjnego zapadania się gwiazd, zjawiska fizycznego, które zostało dobrze udokumentowane..
Naukowcy są przekonani, że w końcu wykryli białą dziurę w zjawisku o nazwie GRB 060614, które miało miejsce w 2006 roku. Zjawisko to zostało zaproponowane jako pierwsze udokumentowane pojawienie się białej dziury.
GRB 060614 był rozbłyskiem gamma, wykrytym przez Swift Observatory Neila Gehrelsa 14 czerwca 2006 r., O osobliwych właściwościach. Sprzeciwił się istniejącemu wcześniej konsensusowi naukowemu w sprawie pochodzenia rozbłysków gamma i czarnych dziur.
Wielki Wybuch, który według niektórych był supermasywną białą dziurą, mógł z kolei być wynikiem supermasywnej czarnej dziury w sercu nieznanej galaktyki znajdującej się w naszym macierzystym wszechświecie..
Jedną z trudności w obserwacji białej dziury jest to, że cała materia jest z niej wydalana w jednym impulsie. Zatem białej dziury brakuje niezbędnej ciągłości, aby można ją było zaobserwować, podczas gdy czarne dziury mają wystarczającą trwałość, aby można je było zobaczyć..
Einstein postuluje, że masa, czas i długość są ściśle zależne od prędkości układu odniesienia, w którym są mierzone..
Ponadto czas jest uważany za jeszcze jedną zmienną o takim samym znaczeniu, jak zmienne przestrzenne. Tak więc o czasoprzestrzeni mówi się, że jest bytem, w którym zachodzi każde zdarzenie i wszystkie zdarzenia.
Materia oddziałuje z tkanką czasoprzestrzeni i ją modyfikuje. Einstein opisuje, jak to się dzieje z zestawem 10 równań tensorowych, znanych jako równania pola..
Plik napinacze Są to byty matematyczne, które pozwalają rozpatrywać zmienną czasową na tym samym poziomie, co zmienne przestrzenne. Dobrze znane wektory, takie jak siła, prędkość i przyspieszenie, są częścią tego rozszerzonego zestawu jednostek matematycznych.
Matematyczny aspekt równań Einsteina obejmuje również takie pojęcia, jak metryka, która jest odległością zarówno w przestrzeni, jak i w czasie, która dzieli dwa nieskończenie bliskie zdarzenia.
Dwa punkty w czasoprzestrzeni są częścią krzywej zwanej geodezyjne. Punkty te są zjednoczone w czasoprzestrzeni. Taka reprezentacja czasoprzestrzeni jest widoczna na poniższym rysunku:
Kształt stożka zależy od prędkości światła do, która jest stała we wszystkich systemach odniesienia. Wszystkie zawody muszą mieć miejsce w pachołkach. Jeśli są wydarzenia poza nimi, nie ma sposobu, aby to wiedzieć, ponieważ informacja powinna podróżować szybciej niż światło, aby została dostrzeżona.
Równania pola Einsteina dopuszczają rozwiązanie z dwiema osobliwościami w pustym obszarze (to znaczy bez masy). Jedna z tych osobliwości to czarna dziura, a druga to biała dziura. Dla obu istnieje horyzont zdarzeń, który jest sferyczną granicą o skończonym promieniu, która otacza osobliwość.
W przypadku czarnych dziur nic, nawet światło, nie może wydostać się z tego obszaru. A w białych dziurach horyzont zdarzeń jest barierą, której nic nie może przeniknąć z zewnątrz. Roztwór czarnej dziury w próżni znajduje się w stożku świetlnym przyszłości, podczas gdy roztwór białej dziury znajduje się w przeszłym regionie stożka światła.
Rozwiązania równań Einsteina, które obejmują prawdziwą czarną dziurę, wymagają obecności materii, aw tym przypadku rozwiązanie, które zawiera białą dziurę, znika. Dlatego wyciągnięto wniosek, że jako rozwiązanie matematyczne w teorii pojedynczych rozwiązań bez materii istnieją białe dziury. Ale tak nie jest, gdy materia jest zawarta w równaniach Einsteina..
W 2014 roku fizyk teoretyczny Carlo Rovelli i jego zespół z Uniwersytetu Aix-Marseille we Francji zaproponowali, że białe dziury mogą powstać w wyniku śmierci czarnej dziury.
Już w latach siedemdziesiątych czołowy ekspert od czarnych dziur Stephen Hawking obliczył, że czarna dziura traci masę w wyniku emisji promieniowania Hawkinga..
Obliczenia Rovellego i jego zespołu wskazują, że taki skurcz spowodowany utratą promieniowania czarnej dziury może w końcowym stadium spowodować odbicie, które zapoczątkowuje białą dziurę.
Ale obliczenia Rovellego wskazują również, że w przypadku czarnej dziury o masie równej masie Słońca, utworzenie białej dziury wymagałoby około biliarda razy więcej niż obecny wiek Wszechświata..
Sekundę po Wielkim Wybuchu fluktuacje gęstości w szybko rozszerzającym się Wszechświecie były w stanie wytworzyć pierwotne czarne dziury (nie ma potrzeby zapadania się gwiazdy).
Te pierwotne czarne dziury są znacznie mniejsze niż te pochodzące z gwiazd i mogą wyparować, aż umrą, aby ustąpić miejsca białej dziurze w czasie zawartym w życiu Wszechświata..
Mikroskopijne białe dziury mogą być bardzo masywne. Na przykład jeden wielkości ziarenka pyłu może mieć większą masę niż Księżyc..
Zespół Rovelli sugeruje nawet, że te mikroskopijne białe dziury mogą wyjaśnić ciemną materię, kolejną z najważniejszych tajemnic kosmologicznych..
Mikroskopijne białe dziury nie emitowałyby promieniowania; a ponieważ są mniejsze niż jedna długość fali, okazują się niewidoczne. Może to być kolejny powód, który wyjaśniałby, dlaczego nie zostały one jeszcze wykryte.
Jeszcze bez komentarzy