Fiecare gaură neagră conține un alt Univers?

Precum o păpușă rusească, universul nostru ar putea fi găzduit în interiorul unei găuri negre, care este la rândul ei parte a unui univers mai mare.

De fapt, toate găurile negre descoperite până acum în universul nostru - de la cele microscopice la cele super-masive - ar putea fi căi de acces către realități alternative.

Conform unei noi teorii, o gaură neagră este de fapt un tunel între universuri - un fel de gaură de vierme. Materia pe care gaura neagră o atrage nu se prăbușește într-un singur punct, așa cum s-a prezis anterior, ci mai degrabă erupe într-o "gaură albă" la celălalt capăt al găurii negre.

Într-o lucrare publicată recent în jurnalul Physics Letters B, fizicianul Nikodem Poplawski de la Indiana University a prezentat noi modele matematice ale mișcării în spirală a materiei absorbite de o gaură neagră. Ecuațiile sale sugerează că astfel de găuri de vierme sunt alternative viabile ale "singularităților spațiu-timp" pe care Albert Einstein le-a prezis că se află în centrul găurilor negre.

Conform ecuațiilor lui Einstein pentru relativitatea generală, singularitățile sunt create atunci când materia dintr-o anumită regiune devine prea densă, așa cum s-ar întâmpla în centrul ultra-dens al unei găuri negre.

Teoria lui Einstein sugerează că singularitățile nu ocupă spațiu, sunt infinit de dense și infinit de fierbinți - un concept sprijinit de numeroasele dovezi indirecte, dar atât de bizar încât mulți oameni de știință încă nu-l pot accepta complet. Iar, dacă Poplawski are dreptate, nici nu mai trebuie să o facă.

Conform noilor ecuații, materia absorbită de găurile negre și distrusă aprioric este de fapt expulzată și devine baza pentru galaxii, stele și planete, într-o altă realitate.

Conceptul de găuri negre, care sunt găuri de vierme, ar putea explica anumite mistere ale cosmologiei moderne, spune Poplawski.

De exemplu, teoria Big Bang-ului postulează că Universul a început ca o singularitate. Dar cercetătorii nu au o explicație satisfăcătoare pentru cum s-a format o astfel de singularitate în primul rând.

Dacă Universul nostru s-a născut dintr-o gaură albă în locul unei singularități, Poplawski spune că, "ar rezolva această problemă a singularităților găurilor negre, precum și singularitatea Big Bang-ului." [Opinia mea este că asta nu rezolva absolut nimic, nefăcând altceva decât să trimită întrebările "de ce" și "cum" înapoi în timp și într-o altă realitate.]

Găurile de vierme ar putea explica și exploziile de raze gamma, cele mai puternice explozii din Univers de după Big Bang.

Exploziile de raze gamma au loc la marginile universului cunoscut. Acestea par a fi asociate cu supernovele, în galaxii îndepărtate, dar sursa lor exactă constituie un mister.

Poplawski propune ideea ca exploziile să fie descărcări de materie din universurile alternative. Materia, spune acesta, ar putea emana în universul nostru prin intermediul unor găuri negre super-masive - găuri de vierme - prin centrul galaxiilor, deși nu este clar cum ar fi acest lucru posibil.

Există însă o modalitate de testare a teoriei lui Poplawski: Unele dintre găurile negre din universul nostru se rotesc, iar dacă universul nostru a fost născut într-o astfel de gaură negră rotitoare, atunci universul nostru ar trebui să fi moștenit rotația părintelui său.

Dacă experimentele viitoare vor demonstra că universul nostru pare să se rotească într-o anumită direcție, aceasta ar fi o dovadă indirectă în sprijinul teoriei găurilor de vierme, enunțată de Poplawski.

Teoria găurilor de vierme ar explica și de ce anumite caracteristici ale universului nostru deviază de la predicțiile teoriilor clasice.

În conformitate cu modele fizicii standard, după Big Bang, curbura universului nostru ar fi trebuit să crească în decursul timpului astfel încât acum - după 13,7 de miliarde de ani - ar fi trebuit să ne aflăm într-un univers sferic, închis. Dar, observațiile indică faptul că universul pare să fie plat în toate direcțiile.

Mai mult, datele privind lumina universului timpuriu arată că după Big Bang exista o temperatură aproape uniformă.

Asta ar însemna că obiectele cele mai îndepărtate pe care le vedem la orizonturile opuse ale universului nostru erau odată suficient de aproape pentru a interacționa și a intra în echilibru, precum moleculele de gaz dintr-o cameră etanșă.

Din nou, observațiile nu se potrivesc cu predicțiile, deoarece obiectele cele mai îndepărtate din universul cunoscut sunt atât de departe încât timpul necesar călătoriei între ele cu viteza luminii depășește vârsta universului. Pentru a explica discrepanțele, astronomii au inventat conceptul de inflație.

Inflația enunță că, la scurt timp după ce universul a fost creat, acesta a experimentat o creștere rapidă, în timpul căreia spațiul s-a extins mai repede decât viteza luminii. Expansiunea a întins universul, de la dimensiunile unui atom, până la proporții astronomice, într-o fracțiune de secundă.

Din acest motiv, universul pare plat, deoarece sfera în care ne aflăm este extrem de mare din punctul nostru de vedere - așa cum și sfera Pământului pare a fi plată pentru cineva care stă pe un câmp.

Inflația explică, de asemenea, modul în care obiecte atât de departe unul de celălalt au fost odinioară suficient de aproape pentru a interacționa.

Dar - presupunând că inflația este adevărată - astronomii au avut întotdeauna probleme în a explica ce anume a cauzat-o. Aici intervine noua teorie a găurilor de vierme.

Potrivit lui Poplawski, unele teorii ale inflației spun că evenimentul a fost cauzat de "materia exotică," o substanță teoretică, diferită de materia obișnuită, parțial deoarece este mai degrabă respinsă decât atrasă de gravitație.

Pe baza ecuațiilor sale, Poplawski consideră că o astfel de materie exotică ar fi putut fi creată atunci când unele dintre primele stele masive ar fi explodat, devenind găuri de vierme.

Noul model nu este primul care propune ideea că alte universuri există în găurile negre. Damien Easson, un fizician de la Arizona State University, a făcut această speculație într-o serie de studii anterioare.

"Ceea ce este nou aici este apariția unei soluții, prin găurile de vierme, pentru relativitatea generală, care acționează ca un pasaj din exteriorul unei găuri negre către noul univers interior, " spune Easson, care nu a fost implicat în noul studiu.

"În lucrarea noastră am speculat că o astfel de soluție ar putea exista, dar Poplawski a găsit adevărata soluție," declara Easson, referindu-se la ecuațiile lui Poplawski.

Per ansamblu, teoria găurilor de vierme este interesantă, dar nu este un punct de cotitură în explicarea originilor universului nostru, spune Andreas Albrecht, fizician la University of California.

Prin enunțarea teoriei că universul nostru a fost creat de o emanație de materie dintr-un univers-părinte, se mută pur și simplu evenimentul creației într-o realitate alternativă.

Cu alte cuvinte, nu se explică modul în care universul-părinte a apărut sau de ce are aceste proprietăți - proprietăți pe care se presupune că universul nostru le-a moștenit.

* Sursa: New Scientist