화이트 홀은 일반 상대성 방정식의 정확한 솔루션에 속하는 시간 - 공간의 특이성이다. 이러한 특이점에는 이벤트 지평선이라는 것이 있습니다. 이것은 장벽이 있음을 의미하며, 화이트 홀에서는 외부에서 아무것도 침투 할 수 없습니다. 이론적으로 화이트 홀은 과거로가는 특이점입니다.
현재 아무도 관찰 할 수 없었습니다. 그러나 우리의 존재는 무엇보다도 특별한 빚을지고있을 가능성이 있습니다. 138 억년 전의 빅뱅은 초대형 화이트 홀로 인한 사건으로 간주 될 수 있습니다.
행성과 같은 큰 질량은 시공간을 왜곡 할 수 있습니다. 출처 : Mysid
일반 상대성 이론은 시공간이 가속 효과 나 거대한 물체의 존재에 의해 변형 될 수 있다고 생각합니다. 블랙홀의 존재를 예측 한 것과 동일한 이론이며, 그 중 화이트 홀이 대응할 수 있습니다. 따라서 이들의 존재는 똑같이 가능하다고 간주됩니다.
이제 시공간 특이점을 형성하려면 몇 가지 물리적 메커니즘이 필요합니다. 블랙홀의 경우 원인은 초대 질량 별의 중력 붕괴로 알려져 있습니다.
그러나 화이트 홀과 같은 특이점을 형성 할 수있는 물리적 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다. 후보자들이 자신의 가능한 훈련을 설명하기 위해 분명히 등장했지만 곧 보게 될 것입니다.
블랙홀과 화이트 홀의 차이점
알려진 블랙홀의 대부분은 내부 붕괴를 겪은 초거성의 잔재입니다.
그럴 때 중력은 가까워지는 것이 빛조차도 그 영향력을 벗어날 수 없을 정도로 증가합니다.
이것이 블랙홀이 그 안에 떨어지는 모든 것을 삼킬 수있는 이유입니다. 반대로 화이트 홀에는 아무것도 들어갈 수 없으며 모든 것이 거부되거나 쫓겨납니다.
그러한 물체의 존재가 가능합니까? 결국 블랙홀은 아인슈타인의 장 방정식에 대한 수학적 해법으로 오랫동안 남아 있었는데, 블랙홀은 주변 환경에서 발생하는 중력 및 복사 효과 덕분에 발견되어 최근에 촬영되었습니다.
반대로 화이트 홀은 실제로 존재한다면 여전히 우주 학자에게 숨겨져 있습니다.
발견의 역사
화이트 홀의 존재 이론은 독일 물리학 자이자 알버트 아인슈타인의 상대 론적 장 방정식에 대한 정확한 해법을 찾은 최초의 사람인 Karl Schwarzschild (1873-1916)의 연구에서 시작되었습니다.
이를 위해 그는 솔루션에 특이점이있는 구형 대칭 모델을 개발했습니다.이 모델은 정확히 블랙홀과 흰색 대응 요소입니다.
Schwarzschild의 작품은 정확히 인기가 없었으며 아마도 1 차 세계 대전 중에 출판되었을 것입니다. 두 명의 물리학자가 1960 년대에 그것을 독립적으로 받아들이는데 몇 년이 걸렸습니다.
1965 년 수학자 Igor Novikov와 Yuval Ne'eman은 Schwarzschild 솔루션을 분석했지만 다른 좌표계를 사용했습니다.
그 당시 화이트 홀이라는 용어는 아직 만들어지지 않았습니다. 사실, 그들은 "지연 핵"으로 알려졌고 불안정한 것으로 간주되었습니다.
그러나 연구진은 블랙홀의 대응 물이기 때문에 자연이 화이트 홀에 대해 예측 된 것과 양립 할 수있는 물리적 인 물체를 찾으려고 노력했습니다.
퀘이사와 화이트 홀
연구자들은 우주에서 가장 밝은 물체 인 퀘이사에서 발견했다고 믿었습니다. 이것들은 화이트 홀처럼 전파 망원경으로 감지 할 수있는 강렬한 복사 속을 방출합니다.
그러나 퀘이사의 에너지는 결국 은하 중심의 블랙홀과 관련하여 더 가능한 설명이 주어졌습니다. 그래서 화이트 홀은 다시 추상적 인 수학적 실체였습니다.
따라서 그들이 알려져 있지만 화이트 홀은 블랙홀보다 훨씬 덜 관심을 받았습니다. 이것은 그들이 불안정하다고 믿어 실제 존재를 의심한다는 사실뿐만 아니라 가능한 기원에 대한 합리적인 가설이 없기 때문입니다.
대조적으로 블랙홀은 잘 기록 된 물리적 현상 인 별의 중력 붕괴로 인해 발생합니다.
화이트 홀의 가능한 발견
연구원들은 2006 년에 발생한 GRB 060614라는 현상에서 최종적으로 화이트 홀을 발견했다고 확신합니다.이 현상은 처음으로 문서화 된 화이트 홀의 출현으로 제안되었습니다.
GRB 060614는 2006 년 6 월 14 일 Neil Gehrels의 Swift Observatory에서 감지 한 감마선 폭발로 독특한 특성을가집니다. 그것은 감마선 폭발과 블랙홀의 기원에 대한 이전에 개최 된 과학적 합의에 도전했습니다.
일부 사람들이 초 거대 화이트 홀이라고 생각하는 빅뱅은 우리 모 우주에 위치한 알려지지 않은 은하의 중심에있는 초 거대 블랙홀의 결과 일 수 있습니다.
화이트 홀을 관찰하는 데있어 어려움 중 하나는 모든 물질이 단일 펄스로 방출된다는 것입니다. 따라서 화이트 홀은 관찰하는 데 필요한 연속성이 부족한 반면 블랙홀은 볼 수있는 충분한 지속성을 가지고 있습니다.
이론
아인슈타인은 질량, 시간 및 길이가 측정되는 기준 프레임의 속도에 밀접하게 의존한다고 가정합니다.
또한 시간은 공간 변수와 동일한 의미로 하나 이상의 변수로 간주됩니다. 따라서 시공간은 모든 사건과 모든 사건이 발생하는 실체로 언급됩니다.
물질은 시공간의 구조와 상호 작용하고 그것을 수정합니다. 아인슈타인은 이것이 필드 방정식으로 알려진 10 개의 텐서 방정식 세트로 어떻게 발생하는지 설명합니다.
상대성 이론의 몇 가지 중요한 개념
텐서는 시간 변수가 공간 변수와 동일한 수준에서 고려되도록하는 수학적 엔티티입니다. 힘, 속도 및 가속도와 같은 잘 알려진 벡터는이 확장 된 수학적 개체 집합의 일부입니다.
아인슈타인 방정식의 수학적 측면에는 두 개의 극소 적으로 가까운 사건을 분리하는 공간과 시간의 거리 인 메트릭과 같은 개념도 포함됩니다.
시공간의 두 점은 측지선이라고하는 곡선의 일부입니다. 이 지점은 시공간 거리로 통합됩니다. 이러한 시공간 표현은 다음 그림에서 볼 수 있습니다.
원뿔의 모양은 모든 참조 프레임에서 상수 인 빛의 속도 c에 의해 결정됩니다. 모든 이벤트는 원뿔 안에서 일어나야합니다. 외부에 사건이 있다면 알 수있는 방법이 없습니다. 정보가 지각되기 위해서는 빛보다 더 빨리 이동해야하기 때문입니다.
아인슈타인의 필드 방정식은 빈 영역 (즉, 질량 없음)에 두 개의 특이점이있는 해를 허용합니다. 그 특이점 중 하나는 블랙홀이고 다른 하나는 화이트 홀입니다. 두 가지 모두 특이점을 둘러싼 유한 반경의 구형 경계인 이벤트 지평선이 있습니다.
블랙홀의 경우, 빛조차도이 영역을 벗어날 수 없습니다. 그리고 화이트 홀에서 이벤트 지평선은 외부에서 아무것도 통과 할 수없는 장벽입니다. 진공 상태의 블랙홀 솔루션은 미래의 라이트 콘에 있고 화이트 홀 솔루션은 라이트 콘의 과거 영역에 있습니다.
실제 블랙홀을 포함하는 아인슈타인 방정식의 해는 물질의 존재를 필요로하며이 경우 화이트 홀을 포함하는 해는 사라집니다. 따라서 수학적 해법으로서 물질이없는 특이 해법 이론에서는 화이트 홀이 존재한다고 결론 지었다. 그러나 물질이 아인슈타인 방정식에 포함 된 경우에는 그렇지 않습니다.
화이트 홀은 어떻게 형성됩니까?
2014 년 이론 물리학 자 카를로 로벨 리와 프랑스 엑스 마르세유 대학의 그의 팀은 블랙홀의 죽음에서 화이트 홀이 발생할 수 있다고 제안했습니다.
일찍이 1970 년대에 블랙홀의 주요 전문가 인 Stephen Hawking은 블랙홀이 호킹 방사선 방출을 통해 질량을 잃는다 고 계산했습니다.
Rovelli와 그의 팀의 계산에 따르면 블랙홀의 방사선 손실 수축은 최종 단계에서 화이트 홀을 생성하는 바운스를 생성 할 수 있습니다.
그러나 Rovelli의 계산은 또한 질량이 태양과 같은 블랙홀의 경우 현재 우주 시대의 약 천조 배가 화이트 홀을 형성하는 데 걸린다는 것을 나타냅니다.
화이트 홀과 암흑 물질
빅뱅이 있은 지 1 초 후, 빠르게 팽창하는 우주의 밀도 변동은 원시 블랙홀을 생성 할 수있었습니다 (별의 붕괴없이).
이 원시 블랙홀은 항성 기원의 블랙홀보다 많고 많으며 우주의 생명에 포함 된 시간에 죽을 때까지 증발하여 화이트 홀로 이동할 수 있습니다.
미세한 화이트 홀은 매우 클 수 있습니다. 예를 들어, 먼지 알갱이 크기의 사람은 달보다 질량이 더 클 수 있습니다.
Rovelli의 팀은이 미세한 화이트 홀이 가장 중요한 우주 미스터리 중 하나 인 암흑 물질을 설명 할 수 있다고 제안합니다.
미세한 화이트 홀은 방사선을 방출하지 않습니다. 그리고 그것들은 하나의 파장보다 작기 때문에 보이지 않습니다. 이것은 아직 탐지되지 않은 이유를 설명하는 또 다른 이유 일 수 있습니다.
참고 문헌
- Battersby, S. 2010. 영원한 블랙홀은 궁극적 인 우주 안전입니다. 출처 : newscientist.com.
- Choi, C. 2018. 화이트 홀은 신비한 암흑 물질의 비밀 성분 일 수 있습니다. 출처 : space.com.
- Fraser, C. 2015. 화이트 홀이란 무엇입니까?. 출처 : phys.org.
- 마스터스, 카렌. 2015. 화이트 홀이란?. curious.astro.cornell.edu에서 복구
- Wikiwand. 화이트 홀. 출처 : wikiwand.com