Белые дыры

Представим график времени и расстояния. Масштабы выберем такие, чтобы движение фотона на этом графике выглядело линией под углом в 45 градусов, что-то вроде светового конуса. Этот график – диаграмма Минковского.

Эта диаграмма иллюстрирует свойства пространства-времени в специальной теории относительности, но ломается вблизи чёрных дыр.

Диаграмму Минковского надо доработать, если мы хотим описать пространство-время вблизи них.

Тут можно поразмышлять о том, как должна выглядеть обновлённая диаграмма. Если представить, что мы хотим удержаться ровно на горизонте событий, мы должны лететь со скоростью света от чёрной дыры, то есть на новой диаграмме линия, обозначающая координату горизонта событий, будет находиться под углом в 45 градусов.

Сложно, но два челикса независимо друг от друга с этим справились. Звали их Крускал и Секереш. Диаграмма выглядит так:

и невооруженным взглядом видно, что всю координатную сетку тут знатно переебало.

Диаграмма максимально контринтуитивна, и всё же она полностью соответствует уравнениям теории относительности. И тем больше вопросов вызывает тот факт, что на диаграмме теперь две области вселенных. И сингулярности у нас теперь две: в прошлом и будущем.

Если вещество из нашей вселенной пересекает горизонт событий, то оно попадает в сингулярность будущего. А если предположить, что возле сингулярности прошлого уже было вещество и излучение, то оно обязательно выйдет за горизонт событий прошлого и попадёт в нашу вселенную. Это и есть белая дыра. И если из чёрной ничто не может выбраться, то в белую ничто не может попасть.

Понимать же две вселенные на диаграмме можно по-разному: что в чёрной дыре образуется своя вселенная, что чёрная дыра связывает две никак не связанные вселенные или это одна вселенная в разные моменты времени.

Чёрную и белую дыру соединяет мост Эйнштейна-Розена – кротовая нора. Он открывается на доли миллисекунд, и чтобы пройти через него нужно иметь сверхсветовую скорость.

И, наконец, всё вышеописанное применимо только к тем дырам, которые существовали всегда. Дыра, которая образовалась при коллапсе звезды не имеет сингулярности до коллапса, а это вырезает из диаграммы значительную её часть вместе с белой дырой.

Люди не придумали механизма образования белых дыр и никак сами дыры не наблюдали, поэтому большинство учёных относятся к ним скептически. В принципе, если бы кусочек Большого взрыва не стал расширяться вместе с остальной вселенной, то позднее он бы проявил себя в виде белой дыры. А кто-то считает, что большой взрыв и был белой дырой, но об этом я уже рассказывал.