Juodosios Skylės ir Baltosios Skylės: Tai ne tikros skylės (bet neabejotinai kosminiai smalsuoliai!)

Būkime visiškai aiškūs: nepaisant jų šiek tiek klaidinančių pavadinimų, nei juodosios skylės, nei baltosios skylės nėra pažodinės „skylės“. Iš esmės tai objektai (arba baltųjų skylių atveju – hipotetiniai reiškiniai), kuriems mes, žmonės, suteikėme „spalvingus“ vardus. Kodėl? Nes astronomija mėgsta šiek tiek poetinio prieskonio!

Juodosios Skylės: Ne skylė, o itin tankus objektas

Terminas „juodoji skylė“ gali sukelti įspūdį, kad tai tarsi kosminis nutekamasis vamzdis, įtraukiantis viską į vidų, tačiau iš tikrųjų tai itin tankus fizinis objektas. Įsivaizduokite, kad visos žvaigždės (arba kelių žvaigždžių, jeigu norite kažko didesnio) masė būtų sugrūsta į tokį mažą tūrį, jog gravitacija nebeleistų šviesai atsispindėti nuo paviršiaus. Bet kuris fotonas, priartėjęs per arti, tiesiog įstringa.

Kodėl pavadinime yra žodis „juodoji“? Paprasta: jei šviesa negali ištrūkti, jos negalime pamatyti atsispindint – todėl objektas atrodo juodas kosminiame fone. O „skylė“? Istoriškai žmonės manė, kad kas nors, kas gali įkalinti materiją ir šviesą, turi būti bedugnė. Tačiau nurimkite, tai nėra stebuklingas vartai į niekur; tai fizinis objektas, pasižymintis nepaprastai stipria gravitacija.

Baltosios Skylės: „Žvaigždės tipo“ objektai, kuriuos vadiname skylėmis

Dabar apverskime situaciją: jeigu „juodoji skylė“ sugeria visą šviesą ir medžiagą, „baltoji skylė“ būtų kažkas, kas laisvai spinduliuoja šviesą ir medžiagą. Tačiau čia ir įdomumas: tai skamba kaip žvaigždė – švytintis dujų rutulys, skleidžiantis energiją į išorę. Iš tiesų, mes galime apsimesti, kad nežinome, iš kur atsiranda medžiaga (t. y. kosminis kuras), ir tiesiog pasakyti, kad ji visą laiką spinduliuoja energiją. Štai jums „baltoji skylė“ – iš esmės taip žvaigždės elgiasi.

Formaliai teorinėje fizikoje „baltoji skylė“ laikoma įdomiu juodosios skylės atitikmeniu (pasitaiko tam tikruose matematiniuose sprendiniuose), tačiau realybėje tai tiesiog bet kuri švytinti žvaigždė, skleidžianti energiją. Jokių egzotinių fizikinių triukų – jokių tarpdimensinių kepyklėlių, dalinančių begalinius kruasanus.

Kosminės „kepyklėlės“ analogija (bet prie tamsiosios energijos nelįskime)

Žmonės dažnai prilygina hipotetinę baltąją skylę kepyklėlei, kuri stebuklingai gamina bandeles be jokios tešlos. Tai gražus (ir apetitą žadinantis) vaizdinys, bet jis iš esmės labiau atitinka tamsiosios energijos koncepciją – o tai jau visiškai kitas kosminis „sliekų maišas“ (arba kosminiai kruasanai), kurio čia nenagrinėsime. Mėgstame juokelius, bet laikykimės tvarkos.

Realybėje žvaigždė (tas energijos skleidėjas) turi savo vidinį „kuro“ rezervą – vandenilį, helį ir t. t. – tad ji nekuria energijos ex nihilo („iš nieko“). Kitaip tariant, tai nėra kepyklėlė be miltų; tai gerai aprūpinta kosminė virtuvė. Taigi, baltoji skylė grynąja teorine prasme vis dar išlieka labiau matematine įdomybe nei kasdieniu astrofizikos objektu.

Kodėl tai ir juokinga, ir nepaprastai svarbu

Linksmoji dalis: žmonės mėgsta suteikti daiktams dramatiškus pavadinimus. „Juodosios skylės“ nėra tikros skylės, „baltosios skylės“ gali būti keistai apibūdintos švytinčios žvaigždės, o „tamsioji energija“ kartais įtraukiama į bandelių analogijas. Astronomai tikrai turi polinkį į teatrališkumą – palaukite, kol išgirsite apie „spagetifikaciją“.

Svarbioji dalis: suvokę šiuos kosminius faktus, mes išsklaidome paslaptį apie Visatą. Kai suprantame, kad juodosios skylės yra itin tankūs dangaus kūnai, o ne fantastiniai portalai, o baltosios skylės – iš esmės teoriniai energijos spinduliuotojai (iš esmės panašios į žvaigždes), galime susitelkti į tikrąjį mokslą: gravitacinių bangų matavimą, juodųjų skylių „šešėlių“ fotografavimą ir didžiosios Visatos energijos apytakos mįslės sprendimą.

Pabaigos mintys: Jokių tikrų skylių šioje istorijoje

Galų gale juodosios skylės yra itin kompaktiški, gravitaciją valdančių jėgų objektai, kurie neleidžia šviesai ištrūkti, o baltosios skylės (griežtai kalbant apie teoriją) labiau primena ištaigingas matematines žvaigždes nei tikrąsias skyles. Mūsų pamėgta „kepyklėlės analogija“ gali priversti pagalvoti apie tamsiąją energiją, bet tai jau kita kosminė istorija.

Taigi, juodosios ir baltosios skylės gali turėti klaidinančius pavadinimus, tačiau jos puikiai atskleidžia Visatos kraštutinumus: viena pusė – medžiaga įkalinama, kita pusė – energija spinduliuojama. Ir ar tai ne tobula kosminė komedija? Atveriame didžiausias Visatos paslaptis, tik tam, kad sužinotume, jog „skylė“ tėra kalbinė figūra. Mokslas gali būti nepaprastai smagus – ir būtent dėl to jis toks svarbus.

Papildomi šaltiniai & Kosminiai pokštai

• Event Horizon Telescope: Tikri juodųjų skylių atvaizdai (žiūrėkite, mama – jokių atspindėtų šviesų!)
• LIGO Scientific Collaboration: Gravitacinės bangos iš susidūrusių „ne-skylių“
• Pagrindinė žvaigždžių fizika: Bet kuri žvaigždė iš esmės yra „baltoji skylė“ su branduoline „virtuvėle“
• Tamsioji energija: Visatos „bedugnė kepyklėlė“, tačiau palikime ją nuošaly!