Уявіть собі область у космосі, в яку не може проникнути жодна 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 найбільш загадкових об'єктів Всесвіту. Ці незвичайні області вважаються колапсуючими 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 такі щільні і масивні, що ніщо не може покинути їх горизонт подій. Однак вони - зовсім не єдиний різновид космічних «дір».
Безмасова 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 результаті залишиться в рівнянні, відомо теоретикам як «біла діра», або безмасова сингулярність.
Як випливає з назви і як багато хто вже напевно здогадався, біла діра - це антипод чорною. 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 досягло швидкості відриву, у білої ця область є абсолютним, непроникним щитом. Від чорної діри неможливо втекти, а в білу неможливо проникнути. Чорна діра поглинає речовину, біла - вивергає її. Якщо уявити собі існування такого об'єкта в реальному світі, то це буде неймовірно яскравий об'єкт, що випромінює енергію в космос з жахливою силою.
Досі 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 найосновніша - механізм формування. У нас вже є правдоподібні моделі виникнення чорних дір, нехай це і просто гіпотези. Однак для виникнення білої діри необхідна буквальна перемотка часу, а це межує з науковою фантастикою. За фактом, об'єкт повинен початися із сингулярності і рухатися у зворотному напрямку, поки не збереться назад у зірку. Це потребувало 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, конкретна ділянка космосу повинна спочатку сформуватися з готовим шаблоном у вигляді сингулярності. Астрофізик Карен Мастерс пояснює, що досі у вчених не було приводу вважати, що подібне «шаблонне» формування Всесвіту взагалі мало місце бути.
Коли міф стає явью
Але уявімо собі, що біла діра все ж виникла в реальному світі. Згідно з математичними рівняннями, всередині неї в просторі-часі не може бути матерії, в тому числі і чорної діри. Тобто, не важливий 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 і народжується у Всесвіті, існує досить нетривалий час. І якщо припустити, що такі діри 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.
Тож сьогодні білі діри існують лише на папері. Втім, варто відзначити, що і чорні діри до недавнього часу також були лише красивою теорією. Фактично, вчені навіть знайшли у Всесвіті явище, яке можна пояснити існуванням білих дір. Ім'я йому - гамма-сплеск. Це одна з найяскравіших і високоенергетичних подій у космосі, під час якої 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 низку гіпотез - кількома роками раніше вчені припускали, що джерелом гамма-сплесків служать горезвісні білі діри. Однак у процесі обговорення народилася досить смілива, але більш реалістична ідея: що, якщо Великий вибух був насправді просто надмасивною білою дірою?
Існує ще одна цікава гіпотеза, згідно з якою біла діра - це кінцева стадія розвитку діри чорної. Ймовірно, ми не спостерігаємо їх лише тому, що наш Всесвіт досить молодий, і ще жодна чорна діра не встигла «зістаритися» в достатній мірі. Але, як би там не було, ентузіазм астрономів не вщухає, і вони продовжують шукати серед безкрайніх просторів космосу сліди, що вказують на присутність цих феноменальних явищ.