Baltosios skylės: kitos juodųjų skylių pusės medžioklė (12)

2014-07-18

Juo­do­sios sky­lės siur­bia – o ar jos tu­ri veid­rod­in­ius pu­čian­čius dvy­nius? Į vi­sa­tos to­lius be­si­žval­gan­tis kos­mi­nis te­le­sko­pas da­bar ste­bi ga­lak­ti­kų bran­duo­lius, steng­da­ma­sis iš­vys­ti juos pir­mą kar­tą.

Fizikoje pilna priešingybių. Kiekvienam veiksmui yra atoveiksmis; kiekvienas teigiamas krūvis turi neigiamą atitikmenį; kiekvienam magnetiniam šiauriniam poliui yra pietinis. Materijos priešininkė yra antimaterija. O juodųjų skylių atveju, sutikite baltąsias skyles.

Juodosios skylės liūdnai pagarsėjusios tuo, kad susiurbia viską aplink save. Netgi šviesa negali atsispirti jų neįtikėtinai traukai. Baltosios skylės – atvirkščiai, pučia nuolatinį materijos ir šviesos srautą – taip stipriai, kad į jas niekas negali pakliūti. Tai kodėl apie jas žino tik nedaugelis?

Viena priežastis ta, kad baltosios skylės – egzotiški sutvėrimai, apie kurių egzistavimą spekuliuoja teoretikai, tačiau jais nelabai kas tiki, nes niekas tokios dar nėra matęs. Dabar Nikolajus Kardashevas ir kolegos iš Maskvos Astrokosminio centro tikisi tai pakeisti, naudodami didžiulį radioteleskopą, kurio lėkštės ekvivalentas 30 kartų didesnis už Žemės diametrą. Jie planuoja išsiaiškinti, kas glūdi daugelio galaktikų šerdyse. Jeigu jie patvirtins baltųjų skylių egzistavimą, tai pasės abejones dabartiniu supratimu, kas glūdi galaktikų centruose – taip pat ir mūsiškio Paukščių Tako.

Tai būtų proga galiausiai patvirtinti fiziko Igorio Novikovo teiginius, kuris pirmasis iškėlė mintį apie jų egzistavimą 1964 m. Tada juodosios skylės buvo vadinamos sustingusiomis žvaigždėmis, ir dar mažiau suprantamos, nei dabar. Novikovas padarė tai, ką daro fizikos teoretikai, susidūrę su situacija, kurios neįmanoma patikrinti laboratorijoje: jis grynai teoriškai paklausė, kas nutiktų juodajai skylei, jeigu laikas tekėtų atgalios. Jo mintinis eksperimentas pagimdė naują objektą, nuolat išspjaunantį materiją ir šviesą: baltąją skylę.

Idėją pasigriebė ir kiti – o kas, jei juodoji skylė būtų prisijungusi prie kirmgraužos, erdvėlaikio landos, jungiančios du mūsų visatos regionus ar netgi dvi skirtingas visatas? Juodoji skylė trauktų materiją, o kitame kirmgraužos gale baltoji skylė ją skleistų.

Tačiau daugeliui mokslininkų baltosios skylės idėją priimti buvo sunku. Galų gale, juodosios skylės susiformuoja, kaip manoma, kai pakankamai masyvi žvaigždė sukrenta pati į save dėl gravitacijos; iš kolapsuojančios žvaigždės materijos jos branduolyje randasi singuliarumas. Tai yra pati juodosios skylės širdis, kur visi fiziniai dydžiai diverguoja į begalybę ir visi žinomi fizikos dėsniai netenka prasmės.

Bet pagal atgalinio laiko versiją, „baltosios skylės egzistavo praeityje, ir kažkaip sprogo į išorę“, sako Novikovas. Netgi jis pripažįsta fundamentalią problemą: „Mokslininkai supranta, kad matematiniu ir teoriniu požiūriu, baltosios skylės egzistuoti gali. Bet kyla klausimas, kaip tokie objektai galėjo susiformuoti.“

Kirmgraužos siūlė tokį būdą, tačiau kilo teorinių problemų ir su jomis pačiomis. Jos užsiverdavo vos atsiradusios, taip išjungdamos ir baltąją skylę. Pats Novikovas iškėlė šią nestabilumo problemą aštuntajame dešimtmetyje. Tačiau po dešimties metų fizikos teoretikas Kipas Thorne'as iš Kalifornijos technologijų instituto parodė, kad kirmgraužos gali būti stabilios, o tai suteikė baltųjų skylių teorijai paspirtį. Netgi šį mėnesį Carlo Rovelli ir Halas Haggardas iš Aix-Marseille universiteto Prancūzijoje pademonstravo, kad kvantų teorija gali transformuoti kolapsuojančią juodąją skylę į besiplečiančią baltąją.

Gali būti, kad nepaisant žvelgimo vis giliau į kosmosą, iki šiol nematėme baltosios skylės ženklo dėl fundamentalesnės problemos. Susipažinkite su kosminiu teleskopu RadioAstron, kurio labai smarkiai ištęsta orbita nuveda jį už 350 000 kilometrų – beveik tokiu atstumu, kaip Mėnulis ir 30 kartų didesniu už Žemės skersmenį. Paleistas iš Kazachstano Baikonuro kosmodromo 2011 m., jis teturi 10 metrų skersmens lėkštę. Bet kai jo signalai sujungiami su Žemėje stovinčių radioteleskopų, gaunamas vaizdas atitinka padarytą tokį aštrų, kokį būtų galima gauti 350 000 kilometrų pločio antena.

Dabar RadioAstrono raiška yra 20 kartų geresnė už už bet kurio antžeminio teleskopo. Ji tokia gera, kad gali pastebėti 27 mikrosekundžių kampą dengiančius objektus – taip iš Žemės matytųsi biliardo kamuolys Mėnulyje. Kardashevas su kolegomis naudojo RadioAstron, tirdami 100-to aktyvių galaktikų branduolius, kompaktiškus regionus galaktikų centruose, kurie daug šviesesni, nei tikėtasi. Daugelis astronomų mano, kad švytėjimą sukelia supermasyvios juodosios skylė. Kai juodoji skylė siurbia dujas, nelaimingoji materija ima suktis aplink ir įkaista taip, kad ima švytėti, prieš panirdama į bedugnę.

Bet gal kai kuriuos iš šių užburiančių vaizdinių sukuria materija ir šviesa, besiveržianti iš supermasyvių baltųjų skylių? Novikovas taip mano: „Kai kurie aktyvių galaktikų branduoliai nėra juodosios skylės, kaip mano daugelis mokslininkų, tačiau egzistuoja kaip baltosios skylės, jungiančios mūsiškę visatą su kita visata.“

Jeigu RadioAstron galės padaryti pakankamai detalius atvaizdus, turėtų būti paprasta atskirti juodąsias skyles nuo baltųjų, sako Kardashevas. „Jeigu tai juodoji skylė, tada jos centre turėtų būti juodas taškas,“ sako jis. „O jei skylė baltoji, tada centre turėtų būti šviesus taškas.“

Bet gali būti, kad nematėme baltųjų skylių todėl, kad ieškojome netinkamoje vietoje netinkamu metu. Alonas Retteris, astrofizikas, dabar dirbantis Israel Aerospace Industries Tel Avive, mano būtent taip. Be to, jis tiki, kad jau galime būti vieną tokį blyksnį užfiksavę.

2006 metais, NASA Swift palydovas aptiko gama spindulių žybsnį GRB 060614. Tokie žybsniai paprastai siejami su supernovomis arba intensyvia žvaigždėdara, bet GRB 060614 nebuvo priskirtinas nei vienam. Retteris mano, kad tai galėjo būti baltoji žvaigždė. Jis teigia, kad baltosios skylės pasirodo kaip laikini blyksniai, o ne šviečia nuolatos, kadangi iš jos lekianti materija ir šviesa kolapsuos į juodąją skylę.

Kardashevas ir Novikovas sutinka su Retterio idėjomis. „Tų blyksnių prigimtis tebėra neaiški,“ pažymi Kardashevas. „Taigi, pastebėję gigantišką galingą gama spindulių žybsnį, lydimą gausios radijo radiacijos, pažvelgsime atidžiau su RadioAstronu ir pasistengsime pirmą kartą nustatyti jo formą ir dydį.“ Tai galėtų suteikti svarbių užuominų apie apie jų prigimtį. „Tai gali būti baltoji skylė arba kirmgrauža. Gali būti, blyksniai atsklinda iš kitos visatos.“

Retteris vadina savo idėją „mažuoju sprogimu“ – spontanišku baltosios skylės atsiradimu. Tęsiant šią mintį, sako jis, galime tarti, kad visa mūsų visata yra rezultatas baltosios skylės, atsiradusios, kaip didysis sprogimas.

Dabar baltųjų skylių nelabai kas ieško, bet tikėkimės, tai pasikeis. Kasdien RadioAstron siunčia vis daugiau aktyvių galaktikų branduolių struktūros stebėjimų duomenų. „Teoriškai neatmestina, kad centrinis aktyvių galaktikų branduolių variklis yra kai kas dar įdomesnio už supermasyvias juodąsias skyles,“ sako Konstantinas Postnovas, Maskvos Valstybinio universiteto astrofizikas. „Tad atsimerkime ir neatmeskime net labai egzotiškų galimybių.“

Skylių pasakojimas

Juodoji skylė
Erdvėlaikio sritis, siurbianti viską šalimais
Baltoji skylė
Atvirkščia juodoji skylė, skleidžianti energiją ir materiją
Kirmgrauža
Du erdvėlaikio regionus jungiantis tunelis

Katia Moskvitch
New Scientist № 2978

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(32)
(0)
(32)

Komentarai (12)