Černé díry jsou stále velice záhadné, možná až děsivé, rodí se ve víru šílených explozí supernov a jejich pověst není právě nejlepší. Přesto je vědci studují a často o nich slýcháváme podivuhodné věci. Co jsou ale zač bílé díry? O těchto převelice fantaskních objektech se nedávno pro online magazín Universe Today zasnil Fraser Cain.
Kdo chce vědět něco o bílých dírách, měl by nejdřív znát černé díry. Pro čtenáře OSLA samozřejmě jen telegraficky. Černé díry jsou místa s natolik nahuštěnou hmotou a energií, že jejich gravitační pole nepustí ven vůbec nic, ani světlo. Uvnitř černé díry dřímá singularita, ve které nefungují běžné fyzikální zákony a teorie.
Plnohodnotný popis černých děr vyžaduje spoustu matematiky, ale podle převažujících názorů astrofyziků jsou reálné. Úplně jim zatím nerozumíme a kdo ví, jak vlastně fungují, předpovídají je ale některá řešení rovnic Einsteinovy obecné relativity a ve vesmíru nejspíš doopravdy existují. Černé díry hvězdných velikostí vznikají při výbuchu supernovy obzvláště hmotných hvězd, mnohem těžších než Slunce.
Co tedy jsou bílé díry? Objevují se tehdy, když astrofyzici matematicky zkoumají prostředí kolem černých děr a zároveň předpokládají, že uvnitř horizontu událostí není žádná hmota. Co se tak asi může stát, když singularita černé díry nezahrnuje žádnou hmotu? Těžko říct, bílé díry jsou zatím naprosto teoretické. Doposud jsme ve vesmíru nenašli nic, co bychom s velkou dávkou jistoty mohli považovat za bílou díru, a to je ve vesmíru k vidění skoro všechno, nač si vzpomeneme.
Pokud by bílé díry existovaly, a zatím tomu vlastně nic nenasvědčuje, tak rovnice předpovídají, že by se měly chovat opačně než černé díry. Černé díry hmotu pohlcují, bílé díry by ji měly chrlit ven. Do bílých děr by nemělo být možné se dostat, ale hmota i záření by z nich krásně mohli ven. Jako černé díry by i ty bílé měly mít tři základní vlastnosti: hmotnost, elektrický náboj a moment hybnosti. Vzhledem ke své hmotnosti působí na své okolí gravitací, ale objekty, které by bílá díra přitáhla, by se nemohly dostat až k horizontu událostí.
Podle rovnic, které stojí za bílými dírami, nemohou tyto podivuhodné objekty existovat, pokud se uvnitř jejich horizontu události ocitne sebenepatrnější kousek hmoty. Zatím neznáme žádný fyzikální proces, který by mohl bílou díru vytvořit. Problém je také v tom, že by bílé díry měly snižovat entropii a proto jsou na štíru s termodynamickými zákony. Myšlenka je to úchvatná, ale není divu, že v existenci bílých děr věří jen pár fyziků, určitě méně, než kolik lidí věří v jednorožce nebo šotky.
Singularita černé díry se možná překlopí do bílé díry kvantovým odrazem (jak předpovídají kvantoví smyčkaři), jenže jí to trvá miliardy let kvůli brutální dilataci času nesmírnou gravitací. Nebo taky nepřeklopí. Bílá díra taky možná vysvětlí Velký třesk, v němž se najednou objevila spousta hmoty a energie. Nebo nevysvětlí. Bílé díry jsou stále jenom matematické mámení, jaké obvykle nepřežije střet s realitou. Ale ve vesmíru nikdy neříkej nikdy.
Video: What Are White Holes?https://www.patreon.com/posts/what-are-white-3534112
Literatura
Universe Today 8. 10. 2015, Wikipedia (White hole)