Дакле, ту сте за скок у црну рупу. Шта би могло чекати да, без обзира на све, некако преживите? Где бисте завршили и које бисте истанчане приче могли да се почастите када бисте успели да се вратите натраг?
Једноставан одговор на сва ова питања је, како објашњава професор Рицхард Массеи, "Ко зна?" Као истраживач из Краљевског друштва на Институту за рачунарску козмологију на Универзитету у Дурхаму, Массеи је потпуно свестан да мистерије црних рупа сежу дубоко. "Пад кроз хоризонт догађаја дословно прелази преко вела - једном када неко прође поред њега, нико никада не може послати поруку назад", рекао је. "Огромна гравитација би их била растргана на комаде, па сумњам да би било ко прошао било где."
Ако то звучи као разочаравајући - и мукотрпан - одговор, онда је то за очекивати. Откад се сматрало да је генерална теорија релативности Алберта Ајнштајна предвиђала црне рупе повезујући простор-време са дејством гравитације, познато је да су црне рупе последица смрти огромне звезде која оставља иза себе мало, густо језгро. Под претпоставком да ово језгро има више него отприлике троструку масу сунца, гравитација би се свладала до те мере да би сама пала у једну тачку, или сингуларност, за коју се разуме да је бесконачно густа језгра црне рупе.
Овако настала црна рупа имала би тако снажно гравитационо повлачење да је не би могла избећи ни светлост. Дакле, ако се тада нађете на хоризонту догађаја - тачки у којој светлост и материја могу проћи само према унутра, као што је предложио немачки астроном Карл Сцхварзсцхилд - нема спаса. Према Массеи-ју, плимне силе би ваше тело смањиле у низове атома (или „спагхетификација“, као што је такође познато) и предмет би се на крају сломио у јединственост. Идеја да бисте могли искочити негде - можда на другој страни - делује крајње фантастично.
Шта је са црвоточином?
Или је то? Током година, научници су размотрили могућност да би црне рупе могле бити рупе у друге галаксије. Они чак могу, као што су неки предложили, да буду пут у други универзум.
Таква идеја је лебдела около неко време: Ајнштајн се удружио с Натханом Розеном на теоретским мостовима који спајају две различите тачке у простор-времену 1935. Али, то је свеже тло стекло 1980-их када је физичар Кип Тхорне - један од светских света водећи стручњаци за астрофизичке импликације Еинстеинове опште теорије релативности - покренули су дискусију о томе да ли објекти могу физички да пролазе кроз њих.
"Читање популарне књиге Кип Тхорнеа о црвоточинама је оно што ме је прво као дете узбудило у физици", рекао је Массеи. Али не чини се вероватно да постоје црвоточине.
Заиста, Тхорне, који је позајмио свој стручни савет продукцијском тиму за холивудски филм Интерстеллар, написао је: "Не видимо предмете у нашем универзуму који би могли постати црвоточине са старењем", у својој књизи "Наука о међузвездама" (ВВ Нортон анд Цомпани, 2014). Тхорне је за Спаце.цом рекао да ће путовања кроз теоретске тунеле највјероватније остати научна фантастика, а сигурно нема чврстих доказа да би црна рупа могла омогућити такав пролаз.
Али, проблем је у томе што не можемо да се приближимо да видимо сами. Зашто не можемо чак ни фотографирати било шта што се догађа унутар црне рупе - ако свјетлост не може побјећи од њихове огромне гравитације, тада ништа не може пресјећи камера. Како сада стоји, теорија сугерира да се све што надиђе хоризонт догађаја једноставно дода у црну рупу и, штавише, јер се време искриви у близини ове границе, чини се да ће се то одвијати невероватно споро, тако да одговори неће бити брзи предстојеће
"Мислим да је стандардна прича да они воде крају времена", рекао је Доуглас Финкбеинер, професор астрономије и физике на Харвард универзитету. "Посматрач издалека неће видети како њихов пријатељ астронаут пада у црну рупу. Они ће постајати све црнији и ближи када се приближе хоризонту догађаја. Али пријатељ падне право на место за вечно". Штагод то значило."
Можда црна рупа води ка белој рупи
Дакако, ако црне рупе доведу до другог дела галаксије или неког другог универзума, морало би да постоји нешто супротно од њих са друге стране. Да ли је ово можда бела рупа - теорија коју је изнео руски космолог Игор Новиков 1964. године? Новиков је предложио да се црна рупа повеже са белом рупом која је постојала у прошлости. За разлику од црне рупе, бела рупа ће пустити светлост и материју да изађу, али светлост и материја неће моћи да уђу.
Научници су наставили да истражују потенцијалну везу црних и белих рупа. У својој студији из 2014. објављеној у часопису Пхисицал Ревиев Д, физичари Царло Ровелли и Хал М. Хаггард тврдили су да "постоји класична метрика која задовољава Еинстеинове једнаџбе изван ограниченог простора-времена, где се материја урушава у црну рупу, а затим излази из неко време. " Другим речима, сав материјал црне рупе који су прогутали може се издубити, а црне рупе могу постати беле рупе када умру.
Далеко од уништавања информација које апсорбује, колапс црне рупе би био заустављен. Уместо тога, доживео би квантни одбој који омогућава да информације побегну. Да је то случај, то би бацило мало свјетла на приједлог бившег козмолога са теоријског физичара Универзитета у Цамбридгеу и Степхена Хавкинга, који је 1970-их истраживао могућност да црне рупе емитују честице и зрачење - топлотну топлоту - као резултат квантних колебања .
"Хавкинг је рекао да црна рупа не траје вечно", рекао је Финкбеинер. Хавкинг је израчунао да би радијација изазвала црну рупу да изгуби енергију, смањи се и нестане, као што је то описано у његовом раду из 1976. године објављеном у часопису Пхисицал Ревиев Д. С обзиром на његове тврдње да ће зрачење бити случајно и не садржи податке о томе шта је пало, црна рупа би након експлозије избрисала гомилу информација.
То је значило да је Хавкингова идеја била у супротности са квантном теоријом, која каже да се информације не могу уништити. Физика наводи да информације једноставно постаје теже пронаћи јер, уколико се изгубе, постаје немогуће знати прошлост или будућност. Хавкингова идеја довела је до парадокса информација о црној рупи и дуго је збуњивала научнике. Неки кажу да је Хавкинг једноставно погрешио, а сам човјек је чак изјавио да је погријешио током научне конференције у Дублину 2004. године.
Па, да ли се вратимо на концепт црних рупа које емитују сачуване информације и избацују их назад кроз белу рупу? Можда. У својој студији из 2013. објављеној у часописима Пхисицал Ревиев Леттерс, Јорге Пуллин са Државног универзитета Лоуисиана и Родолфо Гамбини са Универзитета Републике у Монтевидеу, Уругвај, примијенили су квантну гравитацију петље на црну рупу и открили да се гравитација повећава према језгри, али смањује и плонцира шта год да је улазило у другу област универзума. Резултати су дали додатну веровање идеји да црне рупе служе као портал. У овој студији јединственост не постоји, па не формира непробојну баријеру која на крају сруши шта год да наиђе. То такође значи да информације не нестају.
Можда црне рупе не иду нигде
Ипак, физичари Ахмед Алхеири, Доналд Маролф, Јосепх Полцхински и Јамес Сулли још увек верују да је Хавкинг могао да нешто укључи. Радили су на теорији која је постала позната као АМПС фиревалл или хипотеза о фиревалл-у са црном рупом. Према њиховим прорачунима, квантна механика би на известан начин могла претворити хоризонт догађаја у џиновски зид ватре и све што дође у контакт изгорело би у трену. У том смислу, црне рупе не воде никуда, јер се ништа не може ући унутра.
То, међутим, крши Аинстеинову општу теорију релативности. Неко који прелази хоризонт догађаја заправо не би требао да осећа велику тешкоћу јер би објекат био у слободном паду и, на основу принципа еквиваленције, тај објекат - или особа - не би осетио екстремне ефекте гравитације. Могла би следити законе физике присутне другде у свемиру, али чак и ако не иде против Еинстеиновог принципа, то би поткопало теорију квантног поља или сугерисало да се информације могу изгубити.
Црна рупа неизвесности
Пођите напред Хавкингу још једном. Године 2014. објавио је студију у којој је избегао постојање хоризонта догађаја - што значи да ту нема шта да гори - рекавши да би гравитациони колапс уместо тога створио "привидни хоризонт".
Овај хоризонт би суспендовао светлосне зраке покушавајући да се одмакну од језгре црне рупе и трајао би „временски период“. По његовом преиспитивању, привидни хоризонти привремено задржавају материју и енергију пре него што их растварају и пуштају касније низ линију. Ово се објашњење најбоље уклапа у квантну теорију - која каже да се информације не могу уништити - и, ако се икада докаже, сугерира да би ишта могло побјећи из црне рупе.
Хавкинг је отишао толико далеко да је рекао да црне рупе можда чак и не постоје. "Црне рупе треба редефинисати као метастабилно везана стања гравитационог поља", написао је. Не би било јединствености, и док би се привидно поље померало према унутра због гравитације, оно никада не би стигло до центра и консолидовало се у густој маси.
Па ипак, све што се емитује неће бити у облику прогутаних информација. Било би немогуће разабрати шта се десило гледајући шта излази, што ствара властите проблеме - ни најмање за, рецимо, човека који се нашао у тако алармантном положају. Никад више не би осетили исто!
Једно је сигурно, ова мистерија ће прогутати још много научних сати за дуго времена. Ровелли и Францесца Видотто недавно су предложили да компонента тамне материје може бити формирана остацима испарених црних рупа, а Хавкингов папир о црним рупама и 'мекој коси' објављен је 2018. године и описује како честице нулте енергије остају око тачке без повратка, хоризонт догађаја - идеја која сугерише да се информације не губе, већ се снимају.
То је летело испред теореме о не-длаци коју је изразио физичар Јохн Арцхибалд Вхеелер и радио је на основу тога да две посматраче не могу разликовати две црне рупе јер ниједан од псеудо-набоја физике честица неће бити сачуван. То је идеја о којој научници морају разговарати, али постоји неки начин прије него што се схвати као одговор куда воде црне рупе. Кад бисмо само могли пронаћи начин да скочимо на једно.
