Czarne dziury umierają eksplodując?

Co się dzieje gdy czarne dziury umierają? Czy wyparowują one powoli cały swój materiał aż w końcu znikają? Zdaniem fizyków z Uniwersytetu Aix-Marseille scenariusz może być zgoła odmienny - jeśli teoria pętlowej grawitacji kwantowej jest prawidłowa czarne dziury powinny pod koniec swego życia zmieniać się w całkowite przeciwieństwo - białe dziury emitujące gwałtownie całą swoją zawartość w przestrzeń kosmiczną.

Co ciekawe zmiana taka ma następować tuż po uformowaniu się czarnej dziury jednak ze względu na dylatację czasu wywołaną przez ogromną grawitację do zewnętrznych obserwatorów zjawisko to "dotrze" dopiero po miliardach czy bilionach lat. Jeśli teoria ta jest właściwa już niedługo powinniśmy być świadkami eksplozji niewielkich czarnych dziur, które uformowały się na początku wszechświata.

Carlo Rovelli oraz Hal Haggard z Uniwersytetu Aix-Marseille we Francji doszła do tego wniosku analizując teorię pętlowej grawitacji kwantowej (PGK), która jest jedną z prób połączenia ogólnej teorii względności z mechaniką kwantową. Według niej skwantowana czasoprzestrzeń składa się z maleńkich pętli, których nie da podzielić się już bardziej (tak małych, że dla obserwatora czasoprzestrzeń wygląda na gładką i ciągłą). Według Rovelliego i Haggarda czarna dziura powinna w swojej ewolucji osiągać taki moment gdy materii nie skompresuje już ona bardziej i dochodzi do "odbicia" - wewnętrzne ciśnienie powoduje, że czarna dziura zmienia się w białą dziurę i eksploduje wyrzucając gwałtownie całą swoją materię.

Coś podobnego, według tej właśnie teorii, miało nastąpić na początku wszechświata i Wielki Wybuch był tak naprawdę "Wielkim Odbiciem" - zapadnięty uprzednio wszechświat wybuchł tworząc wszechświat, w którym żyjemy my.

Teoria ta może zgrabnie wyjaśniać tzw. paradoks informacyjny czarnej dziury, który wynika z badań Stephena Hawkinga opublikowanych w roku 1976). Jest to problem pojawiający się po połączeniu ogólnej względności z mechaniką kwantową. Wynika on z tego, że czarne dziury mają tracić masę emitując promieniowanie - tak zwane promieniowanie Hawkinga (wyjaśniało to inny problem - czemu czarne dziury nie zyskują masy bez końca). Stoi to jednak w sprzeczności z mechaniką kwantową, gdyż promieniowanie to nie zawiera żadnej informacji, a zgodnie z podstawowymi prawami mechaniki kwantowe informacja nie może całkowicie zginąć.

Na razie jednak nowa teoria czeka na dokładne potwierdzenie matematyczne, a już teraz niektórzy zarzucają jej na przykład naruszenie zasady entropii. Każdy układ (w tym wszechświat) dąży bowiem do osiągnięcia równowagi termodynamicznej stale zwiększając swoją entropię - białe dziury jednak, zdaniem krytyków, prowadziłyby do zmniejszenia entropii. Rovelli i Haggard stoją jednak na stanowisku, że wcale tak nie będzie - jednak bez dokładnych kalkulacji nie da się tej kwestii jednoznacznie rozwiązać.

Czekamy zatem na matematyczne potwierdzenie lub zaprzeczenie właściwości tej teorii, a póki co czarne dziury pozostają tak tajemnicze jak dawniej.

Źródło: