A fekete lyukak magát az időt is kiköpik, nem csak az anyagot

2025 / 03 / 16 / Felkai Ádám
A fekete lyukak magát az időt is kiköpik, nem csak az anyagot
Egy új elmélet szerint a fekete lyukak átalakulhatnak saját elméleti ellentéteikké, vagyis úgynevezett fehér lyukakká, amelyek nemcsak anyagot, hanem időt is kilövellnek magukból. Steffen Gielen, a Sheffieldi Egyetem és Lucía Menéndez-Pidal, a Madridi Complutense Egyetem fizikusainak friss kutatása szerint ezt a különleges jelenséget a fekete lyukak mélyén jelentkező kvantumfluktuációk okozhatják.

A fekete lyukakat extrém gravitációs jelenségekként tartják számon, amelyek sajátosságai az úgynevezett szingularitások – végtelenül sűrű pontok, amelyek az összeomló csillagok során keletkeznek. Ha az anyag áthalad egy fekete lyuk eseményhorizontján, többé még a fény sem képes onnan kiszabadulni. A hagyományos elképzelés szerint, amely az általános relativitáselméleten alapul, az idő a szingularitás közelében megáll – ez viszont kihívást jelent, ha a jelenséget a kvantumfizika információmegőrzési elve irányából közelítjük meg.

Válasz a megmagyarázhatatlanra: Mi van, ha Einsteinnek mégis igaza volt? A radikálisan új elmélet az univerzum legnagyobb kérdéseire adhat választ.

A kutatók szerint azonban a válasz egyszerű: az idő fogalmát kell új alapokra helyezni.

„Az időt általában mindig a megfigyelőhöz viszonyítjuk, mi viszont azt feltételezzük, hogy az Univerzumot átható rejtélyes sötét energia lehet az idő eredete” – mondja Gielen. „Ez a kulcsfontosságú elképzelés lehetővé teszi, hogy jobban megértsük, mi történhet a fekete lyukak belsejében.”

A kutatók egy egyszerűsített matematikai modellt – az úgynevezett sík fekete lyukat – alkalmazták az anti-de Sitter térben, amely egy negatív görbületű, kétdimenziós tér. Gielen és Menéndez-Pidal ebben a modellben kvantummechanikai módszerekkel vizsgálták a szingularitás körüli eseményeket. Végtelen sűrűségű pont helyett egy jelentős kvantumfluktuációkkal teli térségre bukkantak, ahol a téridő energiája folyamatosan változik. Ezek a kvantumingadozások idézhetik elő azt a jelenséget, amelyet kvantum-„ugrásnak” neveznek, és amely során egy fekete lyuk fehér lyukká alakulhat át. A fehér lyukak elméletileg képesek visszajuttatni az anyagot és az információt az Univerzumba, ellentétben a fekete lyukakkal. Bár egyelőre nincs megfigyelési bizonyíték a fehér lyukak létezésére, a jelenlegi kvantumalapú elmélet matematikailag konzisztens alapot nyújt a hipotézis számára.

A fehér lyuk

A fehér lyukak olyan elméleti objektumok, amelyek a fekete lyukak ellentétei. Míg a fekete lyukak mindent magukhoz vonzanak, a fehér lyukak mindent eltaszítanak maguktól. A feltételezések szerint a fehér lyuk egy fekete lyuk időbeli megfordulásának az eredménye, ahol az anyag és az energia kilép a szingularitásból, és kifelé kezd mozogni. A fehér lyukak azonban nem csak ebben különböznek fekete társaiktól – a létezésük ugyanis még nem bizonyított, mivel közvetlenül soha nem figyelték meg őket.

A fehér lyukak végső soron Einstein gravitációs egyenleteinek megoldásaként keletkeztek egyes hipotézisek szerint: állítólag kijáratok a fekete lyukakból más univerzumokba. A fehér lyukak, akárcsak a fekete lyukak, szingularitások, de – mint arról már tehát beszéltünk – a fekete lyukakkal ellentétben nem vonzzák, hanem taszítják az anyagot – magyarán semmi sem kerülhet beléjük.

„Régóta nyitott kérdés, hogy vajon a kvantummechanika képes-e megváltoztatni a fekete lyukakról alkotott képet” – teszi hozzá Gielen. „A kvantummechanikában ugyanis az idő nem érhet egyszerűen véget, mivel a rendszerek folyamatos fejlődésben vannak.”

Bár mindez továbbra is erősen elméleti jellegű, és nem bizonyítja közvetlenül a fehér lyukak létezését, mégis jelentős lépést jelenthet az általános relativitáselmélet és a kvantummechanika közötti ellentmondások feloldása felé.

(Kép: Illusztráció egy fehér lyukról, forrás: Philip Drury/Sheffieldi Egyetem)


Így változtat életeket az OTDK: fiatal kutatónők sikertörténetei
Az Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) több mint verseny – egy életre szóló lehetőség arra, hogy fiatal kutatók bemutassák tehetségüket, fejlesszék szakmai kapcsolataikat és megalapozzák jövőjüket.
Így változtat életeket az OTDK: fiatal kutatónők sikertörténetei
Így változtat életeket az OTDK: fiatal kutatónők sikertörténetei
Két fiatal kutatónő példája bizonyítja, hogy az Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) miként formálhatja a szakmai karriert és nyithat kapukat a nemzetközi sikerhez.
Nem volt ősrobbanás egy forradalmian új modell szerint
Nem volt ősrobbanás egy forradalmian új modell szerint
Az új modellt ráadásul tesztelni is lehet, nem pusztán spekuláció.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!