Расподела тамне материје у галаксијском кластеру Абелл 3827 изгледа као плаве контурне линије на овој фотографији од Хуббле свемирског телескопа.
(Слика: © ЕСО / Р. Массеи)
Беле рупе, које су теоретски супротне црним рупама, могле би да представљају главни део мистериозне тамне материје за коју се сматра да чини већину материје у свемиру, открива ново истраживање. А неке од ових бизарних белих рупа можда су чак и пре Великог праска, рекли су истраживачи.
Црне рупе имају гравитационе потезе тако снажне да чак ни светлост, најбржа ствар у свемиру, не може да их избегне. Невидљива сферна граница која окружује језгро црне рупе која означава тачку повратка није позната као њен хоризонт догађаја. [Слике: Црне рупе универзума]
Црна рупа једно је предвиђање Еинстеинове теорије опште релативности. Друга је позната као бијела рупа, која је попут црне рупе обрнуто: Док ништа не може побјећи са хоризонта догађаја црне рупе, ништа не може ући у хоризонт догађаја бијеле рупе.
Претходна истраживања сугерисала су да су црне рупе и беле рупе повезане, при чему материја и енергија падају у црну рупу која потенцијално извире из беле рупе било негде другде у космосу или у неком другом универзуму у потпуности. У 2014. години Царло Ровелли, теоријски физичар са Универзитета Аик-Марсеилле у Француској, и његове колеге предложили су да се црне рупе и беле рупе могу повезати на други начин: Кад црне рупе умиру, оне могу постати бијеле рупе.
У 1970-им теоријски физичар Степхен Хавкинг израчунао је да би све црне рупе требале испаравати масу зрачењем. Очекује се да ће се црне рупе које изгубе више масе него што стекну смањити и коначно нестати.
Ипак, Ровелли и његове колеге сугерисали су да смањивање црних рупа не може нестати ако је тканина простора и времена квантна - односно направљена од недељивих количина познатих као квант. Простор-време је квантно у истраживању које тежи да обједини општу релативност, која може објаснити природу гравитације, с квантном механиком, која може описати понашање свих познатих честица, у јединствену теорију која може објаснити све силе универзума .
У студији за 2014. годину, Ровелли и његов тим сугерисали су да, кад се црна рупа испари до те мере да се више не може смањити јер се простор-време не може угурати у нешто мање, црвена рупа ће се повући да би постала бела рупа.
"Нашли смо се на чињеницу да црна рупа постаје бела рупа на крају испаравања", рекао је Ровелли за Спаце.цом.
Данас се сматра да се црне рупе формирају када огромне звезде умиру у џиновским експлозијама познатим као супернове, које леше своје лешеве у бесконачно густе тачке познате као сингуларности у срцима црних рупа. Ровелли и његове колеге раније су проценили да ће требати црна рупа чија је маса једнака маси сунца, око четверлијун пута већу од тренутне старости свемира да би се претворила у белу рупу. [Фотографије Супернове: Сјајне слике експлозија звезда]
Међутим, претходни радови током 1960-их и 1970-их сугерисали су да би црне рупе могле настати и у секунди након Великог праска, због насумичних флуктуација густине у врућем свемиру који се брзо шири. Подручја у којима та флуктуација концентрише материју заједно могу се срушити и формирати црне рупе. Те такозване примордијалне црне рупе биле би много мање од црних рупа звјездане масе и могле би умријети да би се формирале бијеле рупе током живота универзума, примијетили су Ровелли и његове колеге.
Чак би и беле рупе са микроскопским пречником могле да буду прилично масивне, баш као што црне рупе мање од зрнца песка могу тежити више од месеца. Сада, Ровелли и коауторка Францесца Видотто, са Универзитета Баскије у Шпанији, сугеришу да би ове микроскопске беле рупе могле да чине тамну материју.
Иако се сматра да тамна материја чини пет шестина све материје у свемиру, научници не знају од чега се састоји. Као што му име каже, тамна материја је невидљива; не емитује, одбија или чак блокира светлост. Као резултат, тамна материја се тренутно може пратити само кроз њене гравитационе ефекте на нормалну материју, попут оне која чини звезде и галаксије. Природа тамне материје тренутно је једна од највећих мистерија науке.
Локална густина тамне материје, како сугерише кретање звезда у близини Сунца, износи око 1 проценат масе сунца по кубичном парсексу, што износи око 34,7 кубних светлосних година. Да би објаснили ову густину са белим рупама, научници су израчунали да је једна сићушна бела рупа - много мања од протона и око милионинки грама, што је једнако маси „пола инча људске длаке“, Ровелли рекао је - потребно је на 2400 кубних миља (10 000 кубних километара).
Ове беле рупе не би испуштале никакво зрачење, а пошто су далеко мање од таласне дужине светлости, биле би невидљиве. Ако би се протони десило да погоди једну од тих белих рупа, бела рупа би „једноставно одбила“, рекао је Ровелли. "Не могу ништа прогутати." Ако би се црна рупа сусрела с једном од ових бијелих рупа, резултат би био једна већа црна рупа, додао је. Као да идеја о невидљивим, микроскопским белим рупама из зоре времена није била довољно дивља, Ровелли и Видотто су даље сугерисали да би неке беле рупе у овом свемиру заправо могле претходити Великом праску. Будуће истраживање ће истражити како би такве беле рупе из претходног универзума могле помоћи објаснити зашто време тече само напред у овом тренутном универзуму, а не и обрнуто, рекао је.
Ровелли и Видотто детаљно су објавили своја открића на мрежи 11. априла у раду који је поднесен на годишњем конкурсу Фондације за гравитацију за есеје о гравитацији.
