Crne rupe možda kriju tajne prolaze kroz prostor i vrijeme

Znanstvenici ponovno razmatraju mogućnost da se neki od najzagonetnijih objekata u svemiru – crne rupe – možda zapravo ponašaju poput crvotočina, hipotetskih prolaza kroz prostor i vrijeme.

Crvotočine, omiljeni alat autora znanstvene fantastike, zamišljene su kao tuneli koji spajaju dvije udaljene točke u svemiru. Iako ih nitko nikad nije vidio, njihovo postojanje nije potpuno isključeno – barem s matematičkog stajališta.

Još 1935. Albert Einstein i Nathan Rosen predložili su tzv. Einstein-Rosenov most – rješenje njegovih jednadžbi koje opisuje takav hipotetski tunel. No da bi on bio stabilan, potreban je oblik energije koji u klasičnoj fizici ne postoji – tzv. negativna energija. Ipak, na kvantnoj razini stvari nisu toliko crno-bijele. Tu dolazimo do ideje da bi crne rupe mogle skrivati crvotočine – ili se barem ponašati poput njih.

Novi model: crvotočine mogu “zvučati” kao crne rupe

U novoj studiji objavljenoj na otvorenom serveru arXiv, a uskoro i u časopisu Physical Review D, istraživači su analizirali kako crne rupe reagiraju na vanjske poremećaje. Usredotočili su se na tzv. kvazinormalne modove – vibracije prostor-vremena koje nastaju kad se neki kompaktni objekt “uzdrma”. Takve vibracije ne traju vječno, ali ostavljaju jedinstveni potpis, gotovo poput zvuka koji instrument proizvodi nakon što se udari.

Autori su uzeli u obzir tri vrste poremećaja – skalarni, gravitacijski i elektromagnetski – te ih usporedili s modelom crvotočine koja nema rotaciju ni električni naboj, poznatom kao Schwarzschildova crna rupa. Zaključak: pod određenim uvjetima, crvotočina može gotovo savršeno oponašati vibracijski potpis takve crne rupe.

I crne rupe i crvotočine mogu “glumiti” jedno drugo

Ovo nije prva studija koja ukazuje na to da crvotočine mogu biti neprimjetno skrivene iza crnih rupa. Još 2021. neka su istraživanja sugerirala da bi središta aktivnih galaktičkih jezgri – supermasivni objekti u jezgrama galaksija – mogla zapravo biti otvori crvotočina.

Godinu kasnije, fizičari sa Sveučilišta u Sofiji pokazali su da bi svjetlost koja dolazi iz diska oko crvotočine bila gotovo identična onoj iz klasične crne rupe. A još starije hipoteze razmatrale su mogućnost da su crne rupe povezane s “bijelim rupama” – teorijskim blizancima koji ne gutaju, već izbacuju materiju – i da zajedno čine crvotočinu.

Problem je što nijedna bijela rupa nikad nije otkrivena. No sve dok ih matematika ne isključuje, znanstvena mašta ima prostora za razmišljanje.

Crvotočine zasad ostaju ideja – ali ne i iluzija

Autori studije planiraju dodatno razviti model poboljšanjem parametara blizu “otvora” crvotočine i uključivanjem polarnih gravitacijskih poremećaja. Ipak, priznaju da ih na tom putu čekaju prilično složeni matematički izazovi.

Za sada, crvotočine i dalje pripadaju carstvu teorije i znanstvene fantastike. Ali sve više dokaza sugerira da nisu potpuno izvan dosega stvarnosti. Ako ih ne možemo vidjeti, možda ih možemo čuti – u suptilnim vibracijama prostor-vremena koje ostavljaju svoj neizbrisiv trag.