Biała dziura w kosmosie to jedna z tych zagadek, nad którymi astrofizycy pracują od dziesięcioleci: oto czym jest i czym różni się od czarnej dziury.
Kosmos jest tak pełen tajemnic, że żadnej teorii nie można odrzucić z ręki, nawet tych dotyczących zjawisk, które nie zostały jeszcze naukowo wykazane lub zaobserwowane. Tak jest w przypadku kosmicznych białych dziur, hipotetycznych antagonistów czarnych dziur. Choć ich istnienie jest uważane przez społeczność naukową za bardzo odległą hipotezę, to przypisywane im cechy niewątpliwie czynią je fascynującymi. Przyjrzyjmy się im szczegółowo.
Czarna dziura i biała dziura: na czym polega korelacja?
Białe dziury są teoretycznie hipotezowane na podstawie zasady symetrii czasu, która rządzi prawami fizyki. Czarna dziura ma swoje przeciwieństwo w białej dziurze: podczas gdy jedna przechwytuje materię grawitującą na jej orbicie, wsysając ją do środka, druga odpycha wszystko, co się do niej zbliża, wypromieniowując światło i energię.
Innymi słowy, tak jak nie można uciec z czarnej dziury, tak samo nie można przeniknąć przez białą dziurę, a to, co jest pochłaniane przez pierwszą, jest wyrzucane przez drugą. "Nic nie powstaje, nic nie ulega zniszczeniu" - głosi podstawowy postulat Lavoisiera. "Należy jednak zauważyć jedną istotną różnicę: czarne dziury, których siła grawitacji może również uwięzić światło, zostały wykazane za pomocą dowodów pośrednich. Masa o bardzo dużej gęstości wywiera siłę przyciągania, którą można wykryć obserwując ciała niebieskie, które znajdą się w jej zasięgu. Dlatego właśnie istnienie czarnych dziur jest powszechnie akceptowane przez astrofizyków.
Czy biała dziura istnieje?
Do tej pory nie ma dowodów na istnienie białych dziur w kosmosie. Brak dowodów naukowych pozostawia miejsce dla fantazyjnych hipotez, typowych raczej dla książek science fiction niż astrofizyki. Pierwsza wątpliwość społeczności naukowej dotycząca tego zjawiska, które nigdy nie zostało zaobserwowane ani bezpośrednio, ani pośrednio, dotyczy jego pochodzenia. O ile teorie dotyczące powstawania czarnych dziur są wiarygodne i możliwe do utrzymania w modelach matematycznych, o tyle nie można tego samego powiedzieć o białych dziurach.
Początkowo powstanie białej dziury wymaga zaprzeczenia prawom fizyki, tak jak je dziś postulujemy: w szczególności wymagałoby to złamania drugiej zasady termodynamiki. Nawet zakładając, że taka osobliwość jest możliwa, matematyczna korelacja z czarną dziurą pokazuje, że gdyby biała dziura kiedykolwiek istniała, najprawdopodobniej dość szybko przestałaby być "żywa". W praktyce, gdyby Wszechświat posiadał białe dziury w momencie swojego powstania, zostałyby one wyczerpane miliardy lat przed początkiem życia na Ziemi.
Biała dziura: między nauką a science fiction
W 2011 roku środowisko naukowe było w szoku z powodu odkrycia dwóch astrofizyków, którzy wysunęli hipotezę, że wybuch promieniowania gamma o niezwykłych właściwościach może być wskazówką na istnienie białej dziury. Późniejsze badania przeprowadzone przez NASA wykazały, że zjawisko pojedynczych promieni gamma było bardziej prawdopodobne w związku z procesem formowania się czarnej dziury niż z istnieniem białej dziury.
Jak wspomniano powyżej, tam gdzie nauka pozostawia obszary wątpliwości, fantazja znajduje podatny grunt. Białe dziury stały się więc przedmiotem bardzo śmiałych teorii, takich jak ta, która sugeruje, że Wielki Wybuch był niczym więcej niż supermasywną białą dziurą. Ale są też tacy, którzy idą dalej i uważają, że biała dziura jest ostateczną transformacją czarnej dziury, kiedy kończy ona swój cykl życia. Faktem jest, że czarne dziury są tak długowieczne, że możliwe jest, iż Wszechświat nie jest wystarczająco stary, aby kiedykolwiek dał początek takiej ewolucji.
Jeszcze inni spekulują, że biała dziura może być końcem tunelu ślimakowego łączącego czarną dziurę z innymi równoległymi wszechświatami lub z krawędzią naszego Wszechświata. Są to możliwości nie do udowodnienia i czysto teoretyczne, które w chwili obecnej nie pozwalają na żadne naukowe potwierdzenie lub zaprzeczenie. W każdym razie, jeśli istnienie białej dziury zostałoby udowodnione, nasza koncepcja Wszechświata musiałaby zostać zrewidowana.