Уявіть собі область в космосі, яку не може проникнути ні єдина частинка матерії. Вона вивергає неймовірно потужні потоки випромінювання і світить з силою тисяч звичайних зірок. Це — біла діра, загадковий «антипод» чорної діри.
Чорні діри — одні з найзагадковіших об’єктів Всесвіту. Ці незвичайні області вважаються коллапсирующими ядрами мертвих зірок і широко відомі за свою здатність утримувати будь-яку матерію за рахунок потужного гравітаційного тяжіння. Наскільки астрономам відомо на сьогоднішній день, чорні діри так щільні і масивні, що ніщо не може покинути їх горизонт подій. Однак вони — зовсім не єдина різновид космічних «дірок».
Безмассовая сингулярність
Припустимо, що ви намагаєтеся створити математичну модель, що описує простір-час навколо чорної діри. У якийсь момент ви берете і просто… віднімаєте всю масу, всю реально існуючу матерію, з розрахунків. Те, що в підсумку залишиться в рівнянні, відомо теоретикам як «біла діра», або безмассовая сингулярність.
Як випливає з назви, як багато хто вже здогадалися, біла діра — це антипод чорної. Вперше її концепція з’явилася в 1970-х, і астрофізики не втомлюються грати з нею донині.
Якщо горизонт подій чорної діри перешкоджає тому, щоб навіть світло досяг швидкості відриву, у білій ця область є абсолютним, непроникним щитом. Від чорної діри неможливо втекти, а в білу неможливо проникнути. Чорна діра поглинає речовина, біла — викидає його. Якщо уявити собі існування такого об’єкта в реальному світі, то це буде неймовірно яскравий об’єкт, який випромінює енергію в космос з жахливою силою.
До цих пір астрономи ще жодного разу не спостерігали білу діру. Деякі фізики вважають, що в реальному світі такі об’єкти не можуть існувати за визначенням, оскільки тому є ряд причин.
Перша і основна — механізм формування. У нас вже є правдоподібні моделі виникнення чорних дір, нехай це і просто гіпотези. Однак для виникнення білої діри необхідна буквальна перемотування часу, а це межує з науковою фантастикою. За фактом, об’єкт повинен початися з сингулярності і рухатися в зворотному напрямку, поки не збереться назад в зірку. Це вимагало б зменшення ентропії, що грубо порушує другий закон термодинаміки.
З сингулярністю все теж не так просто. Єдиний спосіб встановити наявність сингулярності — це визначити її фізичні координати у Всесвіті. Іншими словами, конкретний ділянку космосу повинен спочатку сформуватися з готовим шаблоном у вигляді сингулярності. Астрофізик Карен Мастерс пояснює, що до цих пір у вчених не було підстав вважати, що подібне «шаблонне» формування Всесвіту взагалі мало місце бути.
Коли міф стає реальністю
Але давайте на мить уявимо собі, що біла діра все-таки виникла в реальному світі. Згідно математичним рівнянням, всередині неї в просторі-часу не може бути матерії, в тому числі і чорної діри. Тобто, не важливо навіть розмір цієї матерії: як тільки вона якимось чином потрапляє в зазначену область простору, сам факт існування в цій області білої діри стає неможливим. А матерії в космосі багато. Іншими словами, якщо біла діра народжується у Всесвіті, то існує досить нетривалий час. І якщо припустити, що такі дірки були в світі спочатку, з моменту його зародження — то вони були б знищені за мільярди років до того, як в глибинах первинного океану Землі з’явився хоча б натяк на життя.
Так що сьогодні білі діри існують лише на папері. Втім, варто відзначити, що і чорні діри до недавнього часу були лише гарною теорією. Фактично вчені навіть знайшли у Всесвіті явище, яке можна пояснити існуванням білих дір. Ім’я йому — гамма-сплеск. Це одне із самих яскравих і високоенергетичних подій в космосі, під час якого за 10 секунд випромінюється більше енергії, ніж наше Сонце здатне породити за 10 мільярдів років!
Гамма-сплески супроводжуються залишковим світінням, що вказує на те, що це результат вибуху зірки. У 2017 році астрономам навіть пощастило спостерігати такий сплеск, викликаний зіткненням двох нейтронних зірок. Це спростувало ряд гіпотез — кількома роками раніше вчені припускали, що джерелом гамма-сплесків служать горезвісні білі діри. Проте в процесі обговорення народилася досить смілива, але більш реалістична ідея: що, якщо Великий вибух був насправді просто надмасивної білою дірою?
Існує і ще одна цікава гіпотеза, згідно з якою біла діра — це кінцева стадія розвитку чорної діри. Ймовірно, ми не спостерігаємо їх лише тому, що наш Всесвіт досить молода, і ще жодна чорна діра не встигла «постаріти» в достатній мірі. Але, як би те ні було, ентузіазм астрономів не вщухає, і вони продовжують шукати серед безкраїх просторів космосу сліди, що вказують на присутність цих феноменальних явищ.
