Czarna dziura może być bramą do alternatywnej rzeczywistości.
Jako część kosmicznych lalek gniazdujących nasz wszechświat może znajdować się w czarnej dziurze, która sama jest częścią większego wszechświata. Wszystkie czarne dziury w naszym Wszechświecie - od mikroskopijnych do supermasywnych - mogą być bramami do alternatywnych rzeczywistości. Jedna z najnowszych „halucynogennych” teorii mówi, że czarna dziura jest tunelem między wszechświatami - czymś w rodzaju tunelu czasoprzestrzennego. Czarna dziura nie zapada się w jeden punkt, tak jak powinna, ale przechodzi w „białą dziurę” na drugim końcu czarnej dziury..
W artykule opublikowanym w czasopiśmie Physics Letters B, fizyk z Indiana University Nikodem Poplavsky przedstawił nowy matematyczny model spiralnego ruchu materii spadającej do czarnej dziury. Jego równania pokazują, że takie tunele czasoprzestrzenne są realnymi alternatywami dla osobliwości czasoprzestrzennych, które zasugerował Albert Einstein w centrum czarnych dziur..
Zgodnie z równaniami Einsteina ogólnej teorii względności, osobliwości są tworzone, gdy materia w regionie staje się zbyt gęsta, jak w superdennym sercu czarnej dziury..
Teoria Einsteina sugeruje, że osobliwości nie zajmują przestrzeni, nieskończenie gęstej i nieskończenie gorącej - co w zasadzie jest poparte licznymi dowodami pośrednimi, ale nadal jest trudne do zrozumienia dla wielu naukowców.
Jeśli Popławski ma rację, może nie musi rozumieć.
Zgodnie z nowymi równaniami materia, którą czarna dziura pochłania i najwyraźniej niszczy, staje się materiałem budowlanym galaktyk, gwiazd i planet w innej rzeczywistości.
Czy tunele czasoprzestrzenne mogą rozwiązać wielki wybuch?
Popławski mówi, że rozumienie czarnych dziur jak tuneli czasoprzestrzennych może wyjaśnić pewne tajemnice we współczesnej kosmologii. Na przykład teoria Wielkiego Wybuchu twierdzi, że wszechświat rozpoczął się od osobliwości. Ale naukowcy nie są usatysfakcjonowani wyjaśnieniem, w jaki sposób taka osobliwość mogła zostać początkowo uformowana. Jeśli nasz wszechświat narodził się z białej dziury, a nie z osobliwości, „rozwiązuje to problem osobliwości czarnych dziur i osobliwości Wielkiego Wybuchu”.
Tunele czasoprzestrzenne mogą również wyjaśniać rozbłyski gamma, drugie co do wielkości eksplozje we wszechświecie po Wielkim Wybuchu. Błyski gamma występują na obrzeżach znanego wszechświata. Są one związane z supernowymi lub śmiercią gwiazd w odległych galaktykach, ale ich dokładne źródła są tajemnicą. Popławski sugeruje, że wybuchy mogą być emisjami substancji z alternatywnych wszechświatów. Materia przenika nasz wszechświat przez supermasywne czarne dziury - tunele czasoprzestrzenne - w sercach galaktyk, chociaż nie jest jasne, jak to jest możliwe..
„Pomysł jest szalony, ale kto wie?”, Mówi naukowiec.
Istnieje co najmniej jeden sposób sprawdzenia teorii Popławskiego. Niektóre czarne dziury w naszym wszechświecie obracają się, a jeśli nasz wszechświat narodził się wewnątrz równie wirującej czarnej dziury, musi odziedziczyć obrót obiektu macierzystego. Jeśli przyszłe eksperymenty wykażą, że nasz wszechświat obraca się w zamierzonym kierunku, może to być pośredni dowód teorii tunelu czasoprzestrzennego..
Czy tunele czasoprzestrzenne mogą wytwarzać „egzotyczną materię”?
Teoria Wormhole może również wyjaśnić, dlaczego niektóre cechy naszego wszechświata odbiegają od przewidywań teorii, według fizyków. Opierając się na Modelu Standardowym Fizyki, po Wielkim Wybuchu, krzywizna Wszechświata powinna rosnąć z czasem, więc po 13,7 miliarda lat, czyli dzisiaj, powinniśmy usiąść na powierzchni zamkniętego sferycznego Wszechświata.
Jednak obserwacje pokazują, że Wszechświat jest płaski we wszystkich kierunkach. Ponadto dane świetlne młodego wszechświata pokazują, że temperatura po Wielkim Wybuchu była wszędzie taka sama. Oznacza to, że najdalsze obiekty, które widzimy na przeciwległym końcu wszechświata, były wystarczająco blisko siebie i były w równowadze, jak cząsteczki gazu w szczelnej komorze..
I znowu, obserwacje nie odpowiadają przewidywaniom, ponieważ przeciwne obiekty w znanym wszechświecie są tak daleko od siebie, że czas potrzebny na podróż między nimi z prędkością światła przekracza wiek wszechświata..
Aby wyjaśnić rozbieżności, astronomowie opracowali teorię inflacyjną..
Inflacja mówi, że wkrótce po stworzeniu Wszechświata zaobserwował gwałtowny wzrost, podczas którego sama przestrzeń rozszerzyła się z prędkością przekraczającą prędkość światła. Wszechświat rozciągał się od wielkości atomu do rozmiarów astronomicznych w ułamku sekundy.
Wszechświat wydaje się zatem płaski, ponieważ znajdujemy się w sferze niezwykle dużej z naszego punktu widzenia; a Ziemia wydaje się płaska dla tego, kto stoi na polu.
Inflacja wyjaśnia również, w jaki sposób przedmioty, które były daleko od siebie, mogły kiedyś być wystarczająco blisko, aby oddziaływać. Ale nawet jeśli założymy, że inflacja jest prawdziwa, astronomowie usiłują wyjaśnić, co ją spowodowało. I oto nadchodzi nowa teoria tunelu czasoprzestrzennego na ratunek..
Według Popławskiego, niektóre teorie inflacji mówią, że zdarzenie zostało spowodowane przez „materię egzotyczną”, substancję teoretyczną, która różni się od normalnej materii, po części dlatego, że raczej odpycha niż przyciąga pod wpływem siły grawitacji. Opierając się na tych równaniach, Poplavsky doszedł do wniosku, że taka egzotyczna materia mogła powstać, gdy niektóre z pierwszych masywnych gwiazd zapadły się i zamieniły w tunele czasoprzestrzenne..
„Mogło dojść do interakcji materii egzotycznej, która utworzyła tunele czasoprzestrzenne i egzotyczną materię, która spowodowała inflację” - mówi..
Równania wormholowe - „dobre rozwiązanie”
Nowy model nie stał się pierwszym, który zakładał, że inne wszechświaty istnieją wewnątrz czarnych dziur. Damien Isson, fizyk teoretyczny z University of Arizona, wcześniej zakładał.
„Co nowego? Decyzja tuneli czasoprzestrzennych w GRT jest przejściem od zewnętrznej części czarnej dziury do wnętrza nowego wszechświata”, mówi Esson, który nie był zaangażowany w badania nad Popławskim. - „Po prostu założyliśmy, że takie rozwiązanie mogłoby być, ale Popławski go znalazł”.
Jednak pomysł wydaje się być bardzo kontrowersyjny dla Issona.
„Czy to możliwe? Tak. Czy taki scenariusz jest prawdopodobny? Nawet nie wiem. Ale jest to zdecydowanie interesujące”..
Przyszłe prace w dziedzinie grawitacji kwantowej - badanie grawitacji na poziomie subatomowym - udoskonalą równania i potencjalnie potwierdzą lub obalą teorię Popławskiego.
Teoria wormholu nie jest niespodzianką.
Ogólnie rzecz biorąc, teoria tunelu czasoprzestrzennego jest interesująca, ale nie przełomowa, nie rzuca światła na pochodzenie wszechświata, mówi Andreas Albrecht, fizyk z University of California, Davis, który również nie brał udziału w badaniu.
Twierdząc, że nasz wszechświat został stworzony z kawałka materii z wszechświata macierzystego, teoria po prostu przenosi zdarzenie wyłaniania się wszystkich rzeczy do alternatywnej rzeczywistości. Innymi słowy, nie wyjaśnia, jak powstał wszechświat macierzysty lub dlaczego nasz ma dokładnie takie właściwości - ponadto właściwości powinny być dziedziczone, co oznacza, że wszechświat macierzysty będzie taki sam.
„Istnieje kilka rzeczywistych problemów, które staramy się rozwiązać, i nie jest jasne, gdzie to wszystko doprowadzi”, mówi, zwracając uwagę na badania Popławskiego.
Albrecht nie uważa jednak, że tunele czasoprzestrzenne łączą wszechświaty „dziwniej” niż idea osobliwości w czarnych dziurach, i nie zamierza porzucić nowej teorii tylko dlatego, że wygląda na lekko poruszoną.
„Wszystko, co ludzie robią w tej dziedzinie, jest raczej dziwne” - mówi. - „Nie masz prawa powiedzieć, że wygra mniej dziwny pomysł, ponieważ tak się nie stanie w żadnych okolicznościach”.
