Гипотеза белых дыр. Об устройстве Вселенной, гравитации и теории относительности - Карло Ровелли

Мы общаемся с друзьями и любимыми не ради того, чтобы что-то сказать. Наоборот, мы используем потребность что-то сказать как предлог, чтобы поговорить с ними.

Когда Данте в «Раю» задает Беатриче богословские вопросы, разве его интересует именно теология? Или он просто хочет, чтобы «Она такими дивными глазами // Огонь любви метнула на меня, // Что веки у меня поникли сами, // И я себя утратил, взор склоня» [63]?

То же самое и с миром. Изучение пространства, времени, черных и белых дыр – один из способов поддерживать связь с реальностью. Помнить, что это не «она», а «ты». Так лирики обращаются к Луне. Так в «Книге джунглей» животные приветствуют друг друга возгласом: «Мы с тобой одной крови – ты и я!».

Я считаю, что к Вселенной всегда следует обращаться на «ты», чтобы понимать ее и самих себя. Такое «ты» – фактически признание нашей неразделимости с миром: «Мы одной крови – ты и я». Всякий раз, когда у нас в душе сырой и дождливый ноябрь, мы можем подняться на борт корабля, который увезет нас в огромный мир.

Много лет назад в одиноком путешествии по Индии мне пришлось много долгих часов трястись в потрепанном автобусе, переполненном людьми и животными. Мы медленно пробирались через палящий зной бесконечного сельского пейзажа. В этой давке и тряске рядом со мной оказался застенчивый мальчишка-индиец в белой тунике. Спустя какое-то время он осторожно попросил разрешения задать вопрос, а после спросил без околичностей, каков был мой путь к Богу. Разумеется, я не смог ему ответить. Быть может, сегодня, спустя много лет, я мог бы ему кое-что сказать.

По мнению старика-индейца из племени сиу, смысл жизни в том, чтобы обращаться ко всему встречному с песней.

Это песнь, которую я пою белым дырам.

7

Теперь у нас есть полная картина. Летящее в космическом пространстве большое облако водорода начинает уплотняться под действием собственного тяготения. Сжимаясь, оно разогревается, «загорается» и становится звездой. Водород в ней горит на протяжении миллиардов лет, превращаясь в гелий и прочий «пепел». Тяготение становится непреодолимым, и звезда обрушивается сама в себя, создавая черную дыру. Или же черная дыра образуется в аду первичной Вселенной в условиях чудовищных флуктуаций и жара.

Независимо от способа образования черной дыры, вещество падает в нее и быстро достигает центра. А там уже квантовая структура пространства и времени не дает веществу окончательно сжаться. Черная дыра становится планковской звездой, которая «отскакивает» и начинает взрываться.

Вокруг нее, все еще внутри черной дыры, пространство тоже претерпевает квантовый скачок, и его геометрия меняется: дыра, подобно Гэндальфу, превращается из черной в белую.

Процесс перехода по своей природе точно такой же, как тот, что привел к Большому взрыву, возможно, порожденному коллапсом предыдущей Вселенной: пространство и время растворяются и снова обретают форму. Это процесс вне пространства и вне времени, и тем не менее он описывается уравнениями квантовой гравитации.

Внутри черной дыры все, что в нее падало, потом летит вверх. Все, что в нее вошло, полностью выходит из-под горизонта белой дыры, чтобы снова узреть Солнце и другие светила.

Для внешнего наблюдателя это невероятно долгий процесс – миллиарды лет или еще дольше. Испарение черной дыры занимает очень много времени [64], и еще больше нужно белой дыре [65], чтобы вывести всю информацию и то небольшое количество энергии, которое в ней осталось, пока не завершится долгая и счастливая жизнь этого невероятного процесса.

Долгая, но все же конечная, как конечна жизнь каждого живого организма, каждой звезды, галактики и всех историй в этой радостной и печальной Вселенной. Даже белые дыры не вечны.

Но «очень долго» – для тех, кто снаружи, кто наблюдает коллапс звезды, ждет испарения черной дыры, ее превращения в белую и медленного выхода содержимого вплоть до рассеяния горизонта. Это внешнее время. Если же войти под горизонт вместе с образующим его коллапсирующим веществом или в любой последующий момент… Тот, кто это сделает, подобно нам, за доли секунды (самое большее – за несколько часов, если звезда огромная), достигнет квантовой области, пересечет ее в одно мгновение и за столь же короткое время выйдет из-под горизонта белой дыры. Предельно малое собственное время приведет его в далекое будущее относительно времени входа.

Несколько мгновений внутри равны миллиардам лет снаружи. Во Вселенной сосуществуют настолько разные линии времени, что это переворачивает обычное представление о ее долгой единой жизни. Гравитация корежит время сильнее, чем мы можем себе вообразить. Весь процесс жизни черной и белой дыры – своего рода срезанный, короткий путь в очень далекое будущее.

Это в конечном счете и есть отскок планковской звезды – краткий путь в будущее. Способ за одно мгновение переждать, пока снаружи пройдут миллиарды лет.

Однако и это всего лишь рассеяние сконцентрированной свободной энергии – малая часть всеобщего возрастания энтропии. С одной стороны, белые дыры переворачивают наше представление о времени, с другой же – служат еще одним свидетельством необъятности великого потока – ведущей к равновесию диссипации. Вечный поток Рильке, что омывает оба царства, и всех он влечет за собою, там и тут заглушая любые звучанья…

Для наблюдателей снаружи белая дыра надолго остается очень устойчивым маленьким объектом, еле-еле излучающим крошечную свободную энергию. Внутри все еще существует обширный мир, но снаружи белая дыра ведет себя просто как очень малая масса с совершенно обычным тяготением.

Какова же величина этой массы? Она не меньше планковской, потому что горизонт планковской массы имеет размеры планковской площади [66], а дискретная структура пространства не допускает существования чего бы то ни было более мелкого. Но она не может быть и намного больше, потому что большая белая дыра неустойчива и рискует снова превратиться в черную [67]. Планковская масса – это масса мельчайшего волоска.

Белая дыра на небе – словно маленький дрожащий волосок. Но, в отличие от волоска, у нее нет электрического заряда, поэтому она не взаимодействует со светом, а значит, невидима. Все, что у нее есть, – это слабая сила тяготения.

Если в первичной Вселенной или на этапе, предшествовавшем Большому взрыву, образовалось много черных дыр, к нашему времени уже испарившихся, то не исключено, что прямо сейчас на небе мерцают миллионы таких объектов – невидимых крупинок массой в доли грамма.

•

Они действительно там есть?