Co tam czarne dziury. Białe dziury - to ich powinniśmy szukać

Nie chodzi tu zresztą tylko o najsłynniejszego fizyka w dziejach, lecz o same prawa matematyki rządzące naturą. Jeśli coś jest według nich jest możliwe, to najprawdopodobniej istnieje.

Najprawdopodobniej nie oznacza jednak na pewno.

Aby zrozumieć czym mogą być białe dziury, najpierw trzeba zdać sobie sprawę z tego, czym są czarne dziury. To - w dużym skrócie - obszary całkowitego kolapsu grawitacyjnego, w których oddziaływanie grawitacji przeważyło wszystkie inne siły obecne we Wszechświecie i doprowadziło do niewyobrażalnej kompresji materii do nieskończenie małego punktu określanego jako osobliwość.

Wokół osobliwości znajduje się tzw. horyzont zdarzeń, który jest umowną granicą, za którą grawitacja jest tak silna, że nic nie może się poza jej oddziaływanie wydostać, nawet światło. Stąd właśnie nazwa - czarna dziura, gdyż to obiekt, który jest po prostu idealnie ciemny.

Wiemy też w jaki sposób dochodzi do powstania czarnych dziur. Kiedy cykl życia super masywnej gwiazdy dobiega końca, jej potężna masa zgniata jądro z nieprawdopodobną siłą. Wytwarza się w ten sposób niewyobrażalna gęstość, której następstwem jest czarna dziura. Od tego momentu każda cząstka materii lub promieniowania, która znajdzie się za horyzontem zdarzeń zostanie uwięziona w jej wnętrzu.

Proces jaki prowadzi do powstawania czarnych dziur i ich oddziaływania na kosmiczne otoczenie jest dla nas zrozumiały właśnie dzięki Einsteinowi i jego ogólnej teorii względności. Bardzo ważną cechą tej teorii jest to, iż upływ czasu jest w niej bez znaczenia. Jak mówią matematycy i fizycy jest ona symetryczna w czasie, co oznacza, że jej obliczenia znajdują zastosowanie w przypadku, gdy czas płynie do przodu, jak i do tyłu.

Skoro tak, to według matematyki czas w tym wypadku nie ma kompletnie znaczenia. Można go pominąć, a mimo to założenia teorii względności pozostaną niezmienne. Możemy też jednak założyć sytuację odwrotną - matematyka na to pozwala. Możemy wyobrazić sobie proces odwrotny do tego, jaki zachodzi w przypadku czarnej dziury, która pochłania wszystko razem ze światłem. W jego wyniku istniałoby ciało, które zamiast pochłaniać, emitowałoby z siebie materię i promieniowanie, w tym światło.

Analogicznie do procesu powstawania czarnej dziury, w przypadku białej dziury (rozświetlonej przez emitowane przez nią cząstki) na końcu takiego procesu nastąpiłaby eksplozja, której skutkiem byłaby masywna gwiazda, taka jak ta, której zapadnięcie się doprowadziło do powstania czarnej dziury. Oczywiście to tylko gdybanie, jednak poparte bardzo mocnym argumentem - matematyką.

Gdyby białe dziury istniały, byłyby jeszcze bardziej frapujące od swoich czarnych odpowiedniczek. W ich centrum także istniałyby osobliwości, a na ich obrzeżach horyzonty zdarzeń. Jednak jakakolwiek cząstka, która by się do nich dostała (białe dziury przyciągałyby obiekty z zewnątrz dzięki swojej masie, która generuje oddziaływanie grawitacyjne) zostałaby z nich natychmiast wyrzucona. I to nie byle jak, bo z prędkością większą niż prędkość światła. Tak naprawdę nic nie byłoby w stanie dostać się do wnętrza białej dziury - mogłoby się od niej co najwyżej w pewnym sensie odbić.

Działoby się tak dlatego, że by dostać się do środka białej dziury dana cząstka musiałaby przemieszczać się szybciej od światła, co - jak wiemy - przynajmniej w naszym Wszechświecie jest niemożliwe. Nie jest to zbyt logiczne jeśli przyjmiemy nasz punkt widzenia. Nasz, czyli ziemski - taki, w którym przyciąganie grawitacyjne, światło i czas zachowują się w normalny dla nas sposób. Jesteśmy po prostu przyzwyczajeni do takiego, a nie innego stanu rzeczy. Tak jak ryba, dla której świat poza wodą byłby czymś niezrozumiałym.

Jeśli liczby wskazują, że coś może mieć konkretne właściwości, to znaczy, że po prostu może. Nawet jeśli tego do końca nie rozumiemy. Oczywiście sam fakt, że matematyka dopuszcza istnienie czegoś, nie oznacza, że naprawdę możemy znaleźć w kosmosie białe dziury. Jest tak dlatego, że oprócz ogólnej teorii względności we Wszechświecie obowiązują też inne prawa.

Nie możemy po prostu założyć, że w realnym kosmosie zachodzi proces tworzenia czarnej dziury, niczym film puszczony od tyłu, czego efektem miałaby być biała dziura. Entropia to wynikający z zasad termodynamiki sposób na określenie nieuporządkowania w określonym systemie. Z kolei druga zasada termodynamiki mówi nam, że entropia systemów zamkniętych może jedynie rosnąć, a więc innymi słowy, stan nieporządku będzie się zawsze zwiększał. Istnienie białej dziury prowadziłoby więc do zmniejszenia entropii, a to nie jest możliwe. Przynajmniej w realnym świecie, pełnym złożonych zależności i współistniejących praw. Za to świat czystej odizolowanej matematyki, w którym nie ma takich ograniczeń, to co innego.

Mówi nam przede wszystkim o naturze matematyki i tego, jaki jest jej związek ze światem zewnętrznym. To matematyka jest prawdziwym językiem natury i nadaje się doskonale do jej poznawania, ale jak w każdym przypadku - najważniejszy jest... umiar. Polega on na świadomości, że choć obliczenia na papierze mogą być prawidłowe, Wszechświat zależy także od innych praw, a same liczby to nie wszystko.

Chociaż nie przestawałbym szukać.