Białe dziury - osobliwość w osobliwości
Możliwość istnienia białych dziur po raz pierwszy została zauważona przez brytyjskiego kosmologa i astrofizyka Freda Hoyle’a w 1957 r, a potem Rosjanina Igora Dmitrijewicza Nowikowa w 1964 r. Obiekty tego rodzaju są przewidywane jako aspekt rozwiązania Schwarzschilda, opisującego pole grawitacyjne wokół sferycznie symetrycznej nierotującej masy, takiej jak gwiazda, planeta czy czarna dziura.
Druga zasada termodynamiki stwierdza, że ilość entropii we wszechświecie może być stała lub wzrastać. Rosnąca entropia czarnych dziur wspaniale się w nią wpasowuje. Natomiast biała dziura opiera się na czymś odwrotnym - zmniejszającej się entropii, co z punktu widzenia znanej nam fizyki jest niedozwolone. Znana nam fizyka ma jednak to do siebie, że obowiązuje w znanym nam Wszechświecie. Natomiast w innym, jeśli taki w ogóle miałby istnieć, obowiązywałaby już pewnie inna fizyka, w której entropia rzeczywiście mogłaby spadać. Docieramy tym samym do chyba nieuchronnej konsekwencji koncepcji białych dziur, jaką jest multiwszechświat.
Niektórzy naukowcy uważają, że białe dziury - będące niejako konsekwencją i "drugą stroną" czarnych dziur - pojawiają się jednak również i w naszym Wszechświecie, choć na bardzo krótkie chwile, by momentalnie zniknąć, "zawstydzone" łamaniem drugiej zasady termodynamiki. W 2006 r. zauważono rozbłysk gamma (oznaczony jako 060614), który trwał 102 sekundy. Zazwyczaj zjawiska takie przebiegają znacznie szybciej, więc prawie dwuminutowe świecenie w zakresie najwyższych częstotliwości było dość zaskakujące. Pojawiły się sugestie, że chodziło właśnie o białą dziurę. Dla wielu astronomów była to jednak hipoteza nie do przyjęcia.
Przez lata część badaczy wiązała istnienie białych dziur z kwazarami - ogromnymi obiektami gwiazdopodobnymi, które emitują ciągłe promieniowanie elektromagnetyczne. Dokładne badania wyeliminowały jednak taką możliwość.
Na obrzeżach nauki krążą teorie, że możliwe jest powstanie tunelu czasoprzestrzennego (ang. wormhole) łączącego białą dziurę z czarną. Istnienie takiego połączenia już w 1921 r. zaproponował niemiecki fizyk Hermann Weyl podczas swoich badań nad masą w polu elektromagnetycznym. W kolejnych latach koncepcję tę rozwijali Albert Einstein oraz Nathan Rosen, którzy opracowali model mostu Einsteina-Rosena. Most ten byłby rodzajem skrótu, łączącym dwa punkty we Wszechświecie lub też w różnych wszechświatach. Nowikow i i Hoyle rozumowali, iż skoro czarne dziury pochłaniają materię, która nie jest już w stanie się wydostać, to być może istnieją obiekty, które ją z siebie wyrzucają. Model hipotetycznej białej dziury został oparty o istnienie tunelu czasoprzestrzennego, który łączyłby ją z czarną dziurą. Dalsze spekulacje idą dalej, mówiąc np. o możliwości połączenia białej dziury z przeszłości z teraźniejszą czarną dziurą, co hipotetycznie prowadziłoby do powstania wehikułu czasu…
Istnienie mostu Einsteina-Rosena nasuwa myśl o nieograniczonych podróżach kosmicznych. Jednak w 1962 r. amerykański fizyk John Wheeler opublikował pracę, zgodnie z którą most Einsteina-Rosena byłby bardzo niestabilny. Jego zdaniem nic, nawet światło, nie zdołałoby się przez niego przedostać, gdyż tunel natychmiast by się zamknął. Gdyby jednak w jakiś sposób się to udało, wówczas materia, która wniknęłaby do czarnej dziury, zostałaby wyrzucona na drugim końcu tunelu, z białej dziury, tylko i wyłącznie w strzępkach. Ogromne siły, prądy i jonizacja dosłownie zamieniłyby wędrującą materię w pył oraz molekuły.
Białe dziury są więc póki co tworami całkowicie teoretycznymi. W tej chwili nie mamy żadnych dowodów na ich istnienie. Większość naukowców uważa, że to fikcja, choć umożliwiająca tworzenie przydatnych konstrukcji matematycznych, które pozwalają dobrze ilustrować rozważania o przestrzeni wokół czarnej dziury. Z powodu ogromnej grawitacji nic nie jest w stanie wydostać się z czarnej dziury, otoczonej przez tzw. horyzont zdarzeń. Według najnowszych szacunków, tylko w naszej Galaktyce może się znajdować aż 100 mln czarnych dziur. Obiekty, z których nie może uciec nawet światło, były analizowane przez naukowców przez wiele dekad.
Sfera białych dziur jest, jak widać, dość mglista, co jednak dla wielu teoretyków stanowi zachętę do snucia hipotez. W 2014 r. dwaj fizycy - Carlo Rovelli oraz Hal Haggard z Uniwersytetu Aix-Marseille we Francji - opublikowali pracę, w której przedstawili model kwantowego odbicia wewnątrz czarnej dziury w białą dziurę. Zdaniem naukowców, trwa to zaledwie kilka milisekund. Jednak mimo że transformacja jest niemal natychmiastowa, astrofizycy podkreślają, iż czarne dziury mogą się nam pokazywać jako istniejące jeszcze przez miliardy lat, bo ich grawitacja rozciąga fale świetlne i wydłuża czas. Należałoby zatem rozumieć te teorię tak, że białe dziury już "istnieją", ale my ich ze względu na efekty grawitacyjne nie widzimy.
Nieco wcześniej Nikodem Popławski - Polak pracujący na Uniwersytecie stanu Indiana - opublikował teorię, zgodnie z którą czarne oraz białe dziury mogą być odpowiedzialne za powstawanie nowych wszechświatów. Trzymając się jego koncepcji, Wielki Wybuch był w rzeczywistości efektem odwrócenia zjawisk kompresji wewnątrz czarnej dziury istniejącej w innym wszechświecie.
Teorie dotyczące białych dziur jako efektów przeobrażania czarnych i tak wydają się w tej chwili bardziej do przyjęcia niż twierdzenia Stephena Hawkinga sprzed lat o "parującym" horyzoncie zdarzeń i znikaniu czarnych dziur wraz z informacją i energią, którą wcześniej wchłonęły.
Jak na razie spoza horyzontu zdarzeń, który odgradza czarną dziurę od znanej nam rzeczywistości, faktycznie nie może wydostać się jakakolwiek informacja. Przede wszystkim informacja o białych dziurach - czy istnieją, czy nie. A dobrze byłoby wiedzieć, czy we wszystkich tych opowieściach o tunelach i bramach do innych wszechświatów, które znamy ze science-fiction, jest coś na rzeczy.
