თეთრი ხვრელი სამყაროს ჰიპოთეტური თვისებაა, რომელიც შავი ხვრელის საპირისპიროდ მიიჩნევა. თუკი შავი ხვრელები არაფერს უშვებენ მათი ზედაპირიდან, თეთრი ხვრელები ენერგიასა და მატერიას აფრქვევენ და მათში ვერაფერი შეაღწევს.

თეთრი ხვრელები ზოგადი ფარდობითობის კანონების შესაძლო გადაწყვეტას წარმოადგენს. მის მიხედვით, თუკი სამყაროში არსებობს უსასრულო შავი ხვრელები, მაშინ უნდა იყოს თეთრი ხვრელიც, რომელიც შავი ხვრელის საპირისპიროს წარმოადგენს. მათ სავარაუდოდ ექნებათ გრავიტაცია და მიიზიდავენ ობიექტებს, მაგრამ თეთრი ხვრელისკენ შესაჯახების გზაზე მყოფი საგანი მას ვერასდროს მიაღწევს.

თეორიულად, თუკი თეთრ ხვრელს კოსმოსური ხომალდით მიუახლოვდებით, მაშინვე დაიბომბებით კოლოსალური ოდენობის ენერგიით, რომელიც დიდი ალბათობით თქვენს ხომალდს გაანადგურებს. თქვენმა ხომალდმა რომც გაუძლოს გამა სხივების შემოტევას, თვით სინათლე შეგანელებთ, როგორც ჰაერის წინააღმდეგობა ანელებს დედამიწაზე მოძრავ მანქანას.

გინდაც ხომალდი იმგვარად იყოს დაპროექტებული, რომ ენერგიის გამოყოფამ ვერაფერი ავნოს, დრო-სივრცე უცნაურად გამრუდდება თეთრი ხვრელის გარშემო. თეთრ ხვრელთან მიახლოება აღმართზე ასვლის მსგავსი იქნება. სამოძრაოდ საჭირო აჩქარება მუდმივად გაიზრდება, თქვენ კი სულ უფრო ნაკლებად შეძლებთ წინ წაწევას. რაც შეეხება თეთრ ხვრელში მოხვედრას, საამისოდ საჭირო ენერგია სამყაროში არ არსებობს.

ცხადია, ეს ყველაფერი ადამიანურ ინტუიციას ეწინააღმდეგება. როგორ შეიძლება, ამდენ ენერგიას თეთრი ხვრელი თითქოს არაფრიდან, უშუალოდ დრო-სივრციდან იღებდეს? ეს ერთ-ერთი მიზეზია, რის გამოც მათი არსებობა ნაკლებად შესაძლებელი ჩანს. თუმცა არსებობს თეორიები, რომლებიც მთ დასაშვებად თვლიან, თუმცა არა იმ ფორმით, როგორც ზოგად ფარდობითობაშია აღწერილი.

რადგანაც შავი ხვრელის საპირისპიროდ ითვლება, თეთრი ხვრელიც გრავიტაციული სინგულარობით უნდა წარმოიშვას. სინგულარობა წერტილის მსგავსი მდგომარეობაა დრო-სივრცეში, სადაც გრავიტაციული ველი უსასრულო ხდება. უსასრულო მნიშვნელობა ფიზიკაში, როგორც წესი, იმაზე მიანიშნებს, რომ თეორია არასრულყოფილია, ამიტომ გასაკვირი არაა, რომ კვანტური მექანიკა და ფარდობითობა ცდილობენ, უფრო დახვეწილად ახსნან სინგულარობები.

პოტენციური კანდიდატები

ბევრი ფენომენი იქნა წარმოდგენილი თეთრი ხვრელობის კანდიდატად. მათ უმეტესწილად იმიტომ ირჩევენ, რომ მისტიკური ობიექტები არიან და ჯერ კიდევ ვერ ხერხდება მათი დეტალური ახსნა.

გამა სხივების აფეთქება, სწრაფად ბრუნვადი პულსარები და სიცოცხლის ბოლო სტადიაში მყოფი შავი ხვრელები პოტენციურ კანდიდატებად იქნა განხილული. დიდი აფეთქებაც კი აღწერეს, როგორც თეთრი ხვრელი. მაგრამ ჯერჯერობით თეთრ ხვრელზე უშუალო დაკვირვება არ მომხდარა და მათი თეორიული არსებობაც კი გარკვეულ პრობლემებს წარმოშობს. როგორც ჩანს, თეთრი ხვრელები ერთგვარი სანიშნეები არიან, სანამ ხელთ არ გვექნება მეტი დაკვირვება ან უკეთესი თეორია.

ამის ნათელი მაგალითია დიდი აფეთქების თეთრ ხვრელად აღქმა. სანამ გაურკვევლობა იყო სამყაროს ზომასთან დაკავშირებით, არსებობდა სპეკულაციები, რომ კოსმოსი წარმოქმნა თეთრმა ხვრელმა, რომელიც იმ ყველაფერზე დიდია, რისი დანახვაც შეგვიძლია. ახლა უკვე ვიცით, რომ სამყარო დიდი ალბათობით უსასრულოა, რაც თეთრი ხვრელებით ახსნის ვერსიას თითქმის გამორიცხავს.

ვიცით, რომ შავი ხვრელები არსებობენ – ნიშნავს თუ არა ეს იმას, რომ თეთრი ხვრელებიც არსებობენ?

თეორიული შეზღუდვები

თეთრი ხვრელი სინგულარობის სპეციფიკური სახეა: შიშველი სინგულარობა. შავი ხვრელის მსგავს სინგულარობებზე პირდაპირი დაკვირვება შეუძლებელია, რადგან თავის დაღწევის სიჩქარე (რომელიც საჭიროა მისი გრავიტაციის დასაძლევად) აღემატება სინათლის სიჩქარეს, ასე რომ შავ ხვრელს ვერაფერი გაექცევა. სინგულარობას „იცავს” მოვლენების ჰორიზონტი, ზედაპირი, რომელიც ჩვენსა და შავ ხვრელს შორის საზღვარს ავლებს. მათემატიკური გადმოსახედიდან, როცა გვაქვს სინგულარობა, დრო-სივრცე ირღვევა. ამის თავიდან ასარიდებლად შემოტანილი იქნა მოვლენების ჰორიზონტის ცნება.

შიშველ სინგულარობას მოვლენების ჰორიზონტი არ გააჩნია. ზოგადი ფარდობითობის ფუნდამენტური პრინციპების მიხედვით, სამყარო არ უშვებს შიშველი სინგულარობების არსებობას. ამ მოსაზრებას შესაფერისად ეწოდება კოსმოსური ცენზურის ჰიპოთეზა. თუმცა რიცხვობრივი სიმულაციები და კვანტური გრავიტაციის თანამედროვე თეორიები მიანიშნებენ შიშველი სინგულარობის არსებობის შესაძლებლობაზე.

საინტერესო რამ ხდება, როცა შავი ხვრელის თვისებები აღიწერება კვანტური მექანიკით, რომელიც არ მოიცავს გრავიტაციას. თუკი შავი ხვრელის არსებობას განვიხილავთ დროის რომელიმე მონაკვეთში, წარსულში ან მომავალში, ის ზუსტად იგივენაირად იქცევა და შავ ხვრელად რჩება. და ეს არაა ყველაზე მნიშვნელოვანი შეუთავსებლობა კვანტურ თეორიებსა და ფარდობითობას შორის, თუმცა მაინც საკვანძო საკითხს წარმოადგენს.

ყველაზე მნიშვნელოვანი შეზღუდვა არის ენტროპია, სისტემის წესრიგის საზომი. თერმოდინამიკის კანონების მიხედვით, სამყაროს ჯამური ენტროპია მუდმივად იზრდება. ენტროპია შეიძლება ლოკალურად შემცირდეს. მაგალითად საყინულე ამცირებს წყლის ენტროპიას, როცა მას ყინულად აქცევს, თუმცა საყინულის ძრავა დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფს, ასე რომ საერთო ენტროპია მაინც მზარდია.

თეთრი ხვრელები ენტროპიას ამცირებენ, რაც მათ საწინააღმდეგო მთავარ მტკიცებულებას წარმოადგენს. ამ სამყაროში ჩვენ თერმოდინამიკის კანონებს ვემორჩილებით და ჯერჯერობით არ არსებობს მათი დარღვევის დადასტურებული შემთხვევები, მიუხედავად იმისა, რომ ხშირად გვესმის განცხადებები მუდმივ ძრავებსა და უჩვეულო მოვლენებზე.

თეთრი ხვრელების მომავალი

თეთრი ხვრელები უამრავ ადამიანს აღაფრთოვანებს და ერთგვარად ბალანსის შთაბეჭდილებას ქმნიან. ადამიანები მომავალშიც განაგრძობენ მის შესწავლას და ეს ასეც უნდა იყოს. უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ზოგადი ფარდობითობის ზოგიერთი დასკვნა, მაგალითად შავი ხვრელები, თავიდან მხოლოდ თეორიულ უცნაურობად განიხილებოდა. არ არსებობს მყარი მტკიცებულებები თეთრი ხვრელების არსებობის სასარგებლოდ, მაგრამ ჩვენს უზარმაზარ და კომპლექსურ სამყაროში შესაძლოა მათთვისაც კი მოიძებნებოდეს ადგილი.

IFLScience