การกระจายของสสารมืดในกระจุกกาแลคซี Abell 3827 นั้นปรากฏเป็นเส้นสีฟ้าในภาพถ่ายนี้โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
(ภาพ: © ESO / R. Massey)
หลุมสีขาวซึ่งมีเหตุผลตรงข้ามกับหลุมดำแน่นอนอาจเป็นส่วนสำคัญของสสารมืดลึกลับที่คิดว่าจะสร้างสสารส่วนใหญ่ในจักรวาล และหลุมสีขาวที่แปลกประหลาดเหล่านี้บางแห่งอาจถึงบิกแบงด้วยซ้ำ
หลุมดำมีแรงดึงโน้มถ่วงที่ทรงพลังมากจนไม่แม้แต่แสงสิ่งที่เร็วที่สุดในจักรวาลก็สามารถหลบหนีได้ ขอบเขตทรงกลมที่มองไม่เห็นรอบแกนกลางของหลุมดำที่ทำเครื่องหมายจุดที่ไม่ให้ผลตอบแทนเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ [ภาพ: หลุมดำแห่งจักรวาล]
หลุมดำเป็นคำทำนายหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein อีกคนหนึ่งรู้จักกันในชื่อหลุมสีขาวซึ่งเป็นเหมือนหลุมดำที่อยู่ด้านหลังในขณะที่ไม่มีอะไรสามารถหนีจากขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำได้ไม่มีสิ่งใดสามารถเข้าสู่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมสีขาวได้
การวิจัยก่อนหน้านี้แนะนำว่าหลุมดำและหลุมขาวเชื่อมต่อกันด้วยสสารและพลังงานที่ตกลงสู่หลุมดำที่อาจเกิดขึ้นจากหลุมสีขาวไม่ว่าที่ใดในจักรวาลหรือในจักรวาลอื่นโดยสิ้นเชิง ในปี 2014 Carlo Rovelli นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัย Aix-Marseille ในฝรั่งเศสและเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าหลุมดำและหลุมขาวอาจเชื่อมต่อกันในอีกทางหนึ่ง: เมื่อหลุมดำตายพวกเขาอาจกลายเป็นหลุมขาวได้
ในปี 1970 นักฟิสิกส์ทฤษฎีสตีเฟ่นฮอว์คิงคำนวณว่าหลุมดำทั้งหมดควรระเหยมวลด้วยการเปล่งรังสี หลุมดำที่สูญเสียมวลมากกว่าที่คาดไว้จะหดตัวและหายไปในที่สุด
อย่างไรก็ตาม Rovelli และเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าการหดตัวของหลุมดำไม่สามารถหายไปได้ถ้าโครงสร้างของพื้นที่และเวลาเป็นควอนตัมนั่นคือทำจากปริมาณที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าควอนตัม Space-time คือควอนตัมในการวิจัยที่พยายามรวมทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งสามารถอธิบายธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงด้วยกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งสามารถอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคที่รู้จักทั้งหมดในทฤษฎีเดียวที่สามารถอธิบายแรงทั้งหมดของจักรวาล .
ในการศึกษาปี 2014 Rovelli และทีมของเขาแนะนำว่าเมื่อหลุมดำระเหยไปในระดับที่ไม่สามารถหดตัวได้อีกต่อไปเพราะเวลาอวกาศไม่สามารถบีบให้มีขนาดเล็กลงได้หลุมดำที่ตายจะเด้งกลับมาเป็นสีขาว รู
“ เราสะดุดกับความจริงที่ว่าหลุมดำกลายเป็นหลุมสีขาวเมื่อสิ้นสุดการระเหย” Rovelli กล่าวกับ Space.com
ทุกวันนี้มีการคาดการณ์ว่าหลุมดำจะก่อตัวขึ้นเมื่อดาวมวลสูงตายในการระเบิดขนาดยักษ์ที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาซึ่งบีบอัดซากศพของพวกมันให้เป็นจุดหนาแน่นที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่รู้จักกันในนามเอกพจน์ในหัวใจของหลุมดำ ก่อนหน้านี้ Rovelli และเพื่อนร่วมงานคาดการณ์ว่าจะต้องใช้หลุมดำที่มีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์ประมาณสี่ล้านล้านเท่าของอายุปัจจุบันของเอกภพเพื่อแปลงเป็นหลุมสีขาว [ภาพถ่ายซูเปอร์โนวา: ภาพสวย ๆ ของการระเบิดของดวงดาว]
อย่างไรก็ตามงานก่อนหน้านี้ในปี 1960 และ 1970 บอกว่าหลุมดำอาจเกิดขึ้นได้ภายในเสี้ยววินาทีหลังจากบิ๊กแบงเนื่องจากความหนาแน่นของความหนาแน่นในเอกภพเกิดใหม่ที่ร้อนแรงและขยายตัวอย่างรวดเร็ว พื้นที่ที่การรวมตัวกันของความผันผวนเหล่านี้อาจยุบลงสู่หลุมดำ หลุมดำแห่งแรกที่เรียกว่าเหล่านี้น่าจะเล็กกว่าหลุมดำมวลมากและอาจตายเพื่อก่อให้เกิดหลุมสีขาวภายในช่วงชีวิตของเอกภพ Rovelli และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าว
แม้แต่หลุมสีขาวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ๆ ก็ยังคงมีมวลค่อนข้างใหญ่เช่นเดียวกับหลุมดำที่เล็กกว่าเม็ดทรายสามารถมีน้ำหนักมากกว่าดวงจันทร์ ตอนนี้ Rovelli และศึกษา Francesca Vidotto ผู้เขียนร่วมของ University of the Basque Country ในสเปนแนะนำว่าหลุมสีขาวขนาดเล็กเหล่านี้อาจทำให้สสารมืด
แม้ว่าสสารมืดคิดว่าจะรวมกันเป็นห้าในหกของสสารทั้งหมดในจักรวาล แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ทราบว่ามันทำมาจากอะไร สสารมืดมองไม่เห็นตามชื่อของมัน มันไม่ปล่อยสะท้อนหรือปิดกั้นแสง เป็นผลให้สสารมืดสามารถติดตามผลของความโน้มถ่วงในเรื่องปกติเท่านั้นเช่นการสร้างดาวและกาแล็กซี่ ปัจจุบันธรรมชาติของสสารมืดเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวิทยาศาสตร์
ความหนาแน่นของสสารมืดในพื้นที่ตามที่การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์มวลของดวงอาทิตย์ต่อลูกบาศก์พาร์เซกซึ่งอยู่ที่ประมาณ 34.7 ลูกบาศก์ปีแสง เพื่อคำนวณความหนาแน่นนี้ด้วยรูสีขาวนักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่ารูสีขาวเล็ก ๆ แห่งหนึ่ง - เล็กกว่าโปรตอนและหนึ่งล้านส่วนของกรัมซึ่งเท่ากับมวลของ "เส้นผมครึ่งนิ้ว" Rovelli กล่าวว่า - ต้องการต่อ 2,400 ลูกบาศก์ไมล์ (10,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร)
หลุมสีขาวเหล่านี้จะไม่ปล่อยรังสีใด ๆ และเนื่องจากมันมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงพวกเขาจะมองไม่เห็น หากโปรตอนกระทบกับหลุมสีขาวเหล่านี้หลุมสีขาว "ก็จะเด้งออกไป" Rovelli กล่าว "พวกเขาไม่สามารถกลืนอะไรก็ได้" หากหลุมดำต้องเจอหนึ่งในหลุมสีขาวเหล่านี้ผลลัพธ์ก็จะเป็นหลุมดำที่ใหญ่กว่านั้นเขากล่าว ราวกับว่าแนวคิดของการมองไม่เห็นรูสีขาวด้วยกล้องจุลทรรศน์ตั้งแต่รุ่งอรุณของเวลาไม่ได้มีความดุร้ายพอ Rovelli และ Vidotto แนะนำเพิ่มเติมว่าหลุมสีขาวบางส่วนในจักรวาลนี้อาจจริงลงวันที่บิ๊กแบง การวิจัยในอนาคตจะสำรวจว่าหลุมสีขาวจากเอกภพก่อนหน้านี้อาจช่วยอธิบายได้หรือไม่ว่าทำไมเวลาถึงไหลไปข้างหน้าในเอกภพปัจจุบันเท่านั้นและไม่ตรงกันข้าม
Rovelli และ Vidotto ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการค้นพบของพวกเขาทางออนไลน์ในวันที่ 11 เมษายนในเอกสารที่ส่งไปยังการประกวดประจำปีของ Gravity Research Foundation สำหรับบทความเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง
