თეთრი ხვრელები ხსნის დროში მოგზაურობის შესაძლებლობას

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

თეთრი ხვრელების არსებობის შესაძლებლობა პირველად შემოგვთავაზა თეორიულმა ასტროფიზიკოსმა იგორ ნოვიკოვმა 1964 წელს.

თეთრი ხვრელი არის ჰიპოთეტური რეგიონი სივრცეში, რომელიც იწინასწარმეტყველა, როგორც აინშტაინის ველის განტოლებების ამოხსნის ნაწილი.

მაგრამ დავიწყოთ შავი ხვრელებით, რადგან მათი ახსნა უფრო ადვილია. შავი ხვრელები წარმოიქმნება, როდესაც დიდი მომაკვდავი ვარსკვლავის ცენტრი საკუთარ თავს მოხვდება. მთელი მასა გამოწურულია უსასრულოდ მცირე მოცულობაში. მათი გრავიტაციული მიზიდულობა იმდენად დიდი ხდება, რომ სინათლეც კი ვერ გაექცევა მას.

თეთრი ხვრელები სწორედ შავი ხვრელების საპირისპიროა: მართალია შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს ვერაფერი გაექცევა, თეთრი ხვრელის მოვლენის ჰორიზონტში ვერაფერი შევა. მარტივად რომ ვთქვათ, თეთრი ხვრელი ყველაფერს აფურთხებს და არაფერი შედის.

თეთრი ხვრელის კონცეფცია უკიდურესად რთულია. ამრიგად, ჩვენ შევეცადეთ მისი ახსნა მცირე ნაწილებში. ამ სტატიის დასასრულს თქვენ შეიტყობთ უფრო მეტს ამ დამაინტრიგებელი ფენომენის შესახებ.

არსებობს თუ არა თეთრი ხვრელები?

თეთრი ხვრელი მხოლოდ თეორიული მათემატიკური კონცეფციაა და სამყაროში არ დაფიქსირებულა. თეთრი ხვრელების შესახებ დისკუსიების უმეტესობა ტრიალებს სიტყვებს ჰიპოთეტური, არაპრაქტიკული და არარეალური.

ისინი წარმოადგენენ ფარდობითობის ზოგადი კანონების პოტენციურ გადაწყვეტას, რაც გულისხმობს იმას, რომ თუ მარადიული შავი ხვრელები არსებობს, მაშინ თეთრი ხვრელებიც უნდა არსებობდეს სამყაროში.

მოსალოდნელია, რომ მათ ექნებათ ისეთი თვისებები, როგორიცაა მასა, მუხტი, კუთხური იმპულსი, მაგრამ ყველაფერი, რაც უახლოვდება თეთრ ხვრელს (თუნდაც სინათლის სიჩქარით) ვერასოდეს მიაღწევს მას. თეორიულად, ჩვენს სამყაროში არ არის საკმარისი ენერგია იმისთვის, რომ თქვენ შიგნით მიგიყვანოთ.

ისინი არღვევენ თერმოდინამიკის მეორე კანონს

ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი იმისა, თუ რატომ ითვლება თეთრი ხვრელები არარეალურად, არის ის, რომ ისინი ამცირებენ ენტროპიას, რაც ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის კანონს.

თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ სამყაროს მთლიანი ენტროპია მუდმივად იზრდება, ამიტომ ენტროპიის ცვლილება ყოველთვის დადებითია. სწორედ ამიტომ თეთრი ხვრელები არ ჯდება სამყაროს ჩვენს ამჟამინდელ მოდელში.

მტკიცებულება თეთრი ხვრელების შესახებ

მიუხედავად იმისა, რომ მტკიცებულებები და ინფორმაცია თეთრი ხვრელების შესახებ გაურკვეველი რჩება, გამა-სხივების აფეთქება, სახელად GRB 060614, რომელიც აღმოაჩინა ნილ გერელის სვიფტის ობსერვატორიამ 2006 წელს, ითვლება თეთრი ხვრელის პირველ ჩაწერილ მოვლენად.

ტიპიური GRB-ებისგან განსხვავებით, რომლებიც მხოლოდ რამდენიმე წამს გრძელდება, GRB 060614 ჰიბრიდული აფეთქება გრძელდებოდა გასაოცარი 102 წამის განმავლობაში, მაგრამ არ იყო ასოცირებული სუპერნოვასთან. ამან ეჭვქვეშ დააყენა წინა მეცნიერული კონსენსუსი შავი ხვრელების და ციური სხეულების სხვა ტიპების შესახებ, რომლებსაც შეუძლიათ გამა-სხივების აფეთქების გამოსხივება.

თეთრ ხვრელებს შეუძლიათ ბნელი მატერიის შექმნა

2018 წელს მეცნიერებმა ვარაუდობდნენ, რომ მიკროსკოპული დიამეტრის მქონე თეთრ ხვრელებს შეუძლიათ ბნელი მატერიის შექმნა. ასეთი პაწაწინა თეთრი ხვრელები არ გამოყოფენ რადიაციას და რადგან ისინი უფრო მოკლეა ვიდრე სინათლის ტალღის სიგრძე, ისინი უხილავი იქნებიან.

ბნელი მატერია ჩვენი სამყაროს დაახლოებით 27%-ს შეადგენს და მისი ადგილობრივი სიმკვრივე მზის მასის დაახლოებით 1%-ია კუბურ პარსეკზე. თეთრი ხვრელების ამ სიმკვრივის გამოსათვლელად, ჯგუფმა შეაფასა, რომ 10000 კუბურ კილომეტრზე საჭიროა ერთი მიკროსკოპული თეთრი ხვრელი (გრამის დაახლოებით ერთი მემილიონედი და პროტონზე ბევრად ნაკლები).

თეთრი ხვრელები შესაძლოა წინ უსწრებდეს დიდ აფეთქებას

მკვლევარების მიერ წამოყენებული კიდევ ერთი დამაინტრიგებელი თეორია არის ის, რომ თეთრ ხვრელებს შეუძლიათ ახსნან დიდი აფეთქება, რადგან ეს არის კიდევ ერთი შემთხვევა, როდესაც სპონტანურად გამოჩნდა უზარმაზარი მატერია და ენერგია.

ფაქტობრივად, ამტკიცებდნენ, რომ დიდი აფეთქება იყო თეთრი ხვრელის აფეთქების შედეგი, რომელმაც, სავარაუდოდ, ყველა მატერია და ინფორმაცია გამოიტანა, რომელიც შთანთქა შავმა ხვრელმა.

ცხადია, ჩვენ არ ვიცით, თეორია სწორია თუ არა, მაგრამ კიდევ ერთხელ, სასაცილოა ვიფიქროთ, რომ სიცოცხლე თეთრი ხვრელიდან წარმოიშვა.

თეთრი ხვრელი და შავი ხვრელი დაკავშირებულია ჭიის ხვრელში

თეთრი ხვრელების არსებობის შესწავლის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი არის ის, რომ მათ შეუძლიათ ამოხსნან საიდუმლო: რა ხდება შავი ხვრელის ცენტრში. რა ბედი ეწევა ყველა ინფორმაციას, რომელიც შეიწოვება?

რამდენიმე თეორია ვარაუდობს, რომ შავი ხვრელის მეორე ბოლოში არის თეთრი ხვრელი. შავი ხვრელის მიერ შთანთქმული ყველა მატერია და ინფორმაცია თეთრი ხვრელის მიერ სხვა სამყაროში გადადის.

შავი ხვრელის „შესვლა“და თეთრი ხვრელის „გასვლა“შესაძლოა ორ სრულიად განსხვავებულ სამყაროსთან იყოს დაკავშირებული. და ის, რაც შესაძლებელს ხდის ამ კავშირს, ეწოდება ჭიის ხვრელი: ის შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც გვირაბი ორი ბოლოთი, თითოეული განსხვავებულ ადგილას სივრცე-დროში.

ფარდობითობის ზოგადი თეორიას აქვს რეალური განტოლებები, რომლებიც შედგება ჭიის ხვრელებისგან, თუმცა, ისინი ჯერ კიდევ არ არის დაფიქსირებული სამყაროში. ჭიის ხვრელს შეუძლია დააკავშიროს მცირე მანძილი (რამდენიმე მეტრი), უკიდურესად დიდი მანძილი (მილიონობით სინათლის წელი) ან სხვადასხვა სამყარო.

1935 წელს მეცნიერებმა აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის გამოყენებით აღმოაჩინეს 1 ტიპის ჭიის ხვრელი, რომელსაც შვარცშილდის ჭიის ხვრელი ეწოდა. შვარცშილდის მთელი მეტრიკა შედგება თეთრი ხვრელისგან, შავი ხვრელისგან და ორი ცალკეული სამყაროსგან, რომლებიც დაკავშირებულია მათ მოვლენათა ჰორიზონტზე ჭიის ხვრელში.

შვარცშილდის ამოხსნას აქვს ორი რეალური განტოლება - დადებითი და უარყოფითი კვადრატული ფესვი. ეს უკანასკნელი განმარტავს, რომ შავი ხვრელი დროში უკან მოძრაობს, რომელიც ასევე თეთრი ხვრელია.

თეთრი ხვრელები ხსნიან დროში მოგზაურობის შესაძლებლობებს

გარკვეულ პირობებში, ჭიის ხვრელს შეუძლია დროის ორი წერტილის დაკავშირება სივრცეში ორი წერტილის ნაცვლად. ამრიგად, შავი ხვრელის მიერ გადაყლაპული ობიექტი შეიძლება გაიაროს ჭიის ხვრელში და ამოიფრქვეს, როგორც თეთრი ხვრელი დროის სხვა რეგიონში [ან სივრცეში].

თუმცა, კონცეფციას აქვს მრავალი უარყოფითი მხარე. მაგალითად, შავ ხვრელში ჩავარდნილი ობიექტი ვერ გაუძლებს მის უზარმაზარ გრავიტაციულ ძალას. და რადგან ჭიის ხვრელი წარმოუდგენლად არასტაბილურია, ის მყისიერად დაიშლება თავის თავზე.

თუმცა, ზოგიერთმა ფიზიკოსმა აჩვენა, რომ ჭიის ხვრელს (თუ ის არსებობს) შეუძლია მოგზაურობის საშუალება როგორც სივრცეში, ასევე დროში. კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის პროფესორმა კიპ თორნმა, რომელიც ასევე არის ნობელის პრემიის ლაურეატი, ვარაუდობს, რომ ამ სამ ფენომენს (შავი ხვრელები, ჭიის ხვრელები და თეთრი ხვრელები) შეუძლია ადამიანებს დროში წინ და უკან მოგზაურობის საშუალება მისცენ (ათასობით წელი).

სიმართლე გითხრათ, არსებობს ასობით თეორია თეთრი ხვრელების შესახებ, მაგრამ მეცნიერებმა ვერ იპოვეს დამაჯერებელი მტკიცებულება მათი არსებობის დასადასტურებლად. შესაძლოა მათთვის ადგილიც კი იყოს ჩვენს უზარმაზარ იდუმალ სამყაროში.