A fekete lyuk és az elméleti fehér lyuk épp egymás ellentétei: a fekete lyuk ellenállhatatlanul vonzza, míg a fehér ellenállhatatlanul taszítja az anyagot – na de mi történhet, ha ez a kettő találkozik?

Mi történik, ha Kozmosz két legkomolyabb ereje egymásnak feszül? A kérdés a fekete lyukra és az elméleti fehér lyukra vonatkozik. A válasz előtt pedig gyorsan fussuk át, hogy mi ez a két égitest, és mit lehet róluk tudni.

A fekete lyuk

A fekete lyukak olyan régiók az űrben, ahol a gravitációs vonzás annyira erős, hogy semmi, még a fény sem tud kiszabadulni. Fekete lyukak akkor keletkeznek, amikor egy hatalmas csillag eléri életciklusának végét, és saját gravitációja hatására összeomlik. Az eredmény egy végtelen sűrűségű pont, amelyet szingularitásként ismerünk. A fekete lyukak különböző méretűek lehetnek, és a legtöbb galaxis középpontjában találhatók, beleértve a saját Tejútrendszerünket is. A fekete lyukak hosszú ideig hipotetikus objektumok voltak, mígnem 1971-ben felfedezték az első olyan régiókat, amelyek minden feltételezett tulajdonságnak megfeleltek a fekete lyukakra vonatkozó elméleti előrejelzések szerint.

Azóta sok ilyen tárgyat fedeztek fel.

A végső bizonyításra azonban csak a közelmúltban került sor, akkor, amikor a fekete lyukak egyesüléséből származó gravitációs hullámokat észlelték, és ekkor készült az első közvetlen kép is egy fekete lyukról.

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.

Ütközések

Mint már említettük, a fehér lyuk jelenleg csak bizonyos elméletekben létezik, a fizikai tulajdonságaikról is tehát csak találgathatunk, így maga a fekete és fehér lyuk közötti találkozás annak minden következményével együtt inkább csak egy elméleti játék, mint tűpontos előrejelzés egy ilyen eseményről.

A feltételezések szerint viszont amikor egy fekete lyuk és a fehér lyuk ütközik, az eredmény egy újabb elméleti objektum, amelyet “szürke lyuknak” neveznek. Az ütközés során a fekete lyuk és a fehér lyuk közelednek egymáshoz, és egyetlen objektummá egyesülnek: ahogy a két objektum közeledik, intenzív gravitációs mezőik erőteljes árapály-erőt keltenek. Ezen árapályerő hatására a fehér lyuk anyagot és energiát lövelhet ki, miközben a fekete lyuk továbbra is elnyeli az anyagot.

Ahogy a két objektum egyesül, a felszabaduló energia intenzív sugárzáskitörést okozhat. Ez a sugárzás fény, röntgen- és gamma-sugárzás kombinációja lenne, és elég erős lenne ahhoz, hogy távcsövekkel és más megfigyelő műszerekkel észleljük.

Az esemény során tehát mindkét égitest tenné a dolgát: vagyis anyag áramlana a fehér lyukból a fekete lyukba. Egy, a fentitől eltérő a forgatókönyv szerint azonban maguk a lyukak bizonyos távolságra helyezkednek el egymástól, és fizikailag nem ütköznek, így szürke lyuk sem alakul ki.

A fekete lyuk és a fehér lyuk ilyetén találkozása esetén ugyanakkor a fehér lyuk fénysebességgel taszítja az anyagot, veszélyes zónát hozva létre minden hozzá közeledő objektum számára, miközben a fekete lyuk folyamatosan táplálkozna a kilökődő anyaggal. Ennek eredményeként a fekete lyuk igen masszívvá nőhetne. Régebben egyébként úgy gondolták, hogy létezhet a fekete lyukak méretére vonatkozó elméleti határ, de mivel folyamatosan fedeztek fel egyre nagyobb ilyen égitesteket, ma már inkább azt feltételezik, hogy ilyen határ nincs. Vagyis a találkozó eredményeként a fekete lyuk jócskán meghízhatna: a ma ismert legnagyobb fekete lyuk, az Abell 1201 galaxishalmaz ultramasszív fekete lyukának a tömege például 30 milliárd Naptömeg.

Azonban egy ilyen fehér lyuk-fekete lyuk rendszer sorsa bizonytalan, mivel olyan tényezőktől függ, mint a Hawking-sugárzás és a fekete lyukak és fehér lyukak végső viselkedése. Egyes elméletek alapján a fekete lyukakba belépő anyag más univerzumokban lévő fehér lyukakhoz kapcsolódik, alagutat képezve a téridőben.

A fekete lyuk és a fehér lyuk találkozása a fenti bizonytalanság miatt meglepő elméleti következményekkel is járhat, beleértve azt, hogy a fekete lyuk végül túléli a fehér lyukat, vagy a fehér lyuk “túltölti” a fekete lyukat, amennyiben mégiscsak létezik ezen objektumok tömegére vonatkozó felső határ.

A fekete lyuk és a fehér lyuk ütközésének másik lehetséges következménye új részecskék keletkezése. Az ütközés során felszabaduló intenzív energia olyan egzotikus részecskéket hozhat létre, amelyeket korábban soha nem figyeltek meg. Ez új felfedezésekhez vezethet a részecskefizika és az univerzum alapvető természetének megértése szempontjából is.

A fekete lyuk és a fehér lyuk ütközése jelentős következményekkel járna azonban a környezetükre nézvést is. Az intenzív sugárzás hatására a közeli csillagok és bolygók elveszthetik a légkörüket, sőt az energiafelszabadulás akár egész naprendszerek elpusztításához is elég erős lehet.