ŚWIATOWID

w51

W kosmosie są biliony słońc, pod którymi można by żyć, ale niektórzy fizycy przekonują, że najlepiej zamieszkać we wnętrzu czarnej dziury. Może zresztą już w niej jesteśmy. To nie spóźniony żart primaaprilisowy, ale wniosek z teorii Einsteina

Na początku marca Wiaczesław Dokuczajew, fizyk z Instytutu Badań Jądrowych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie, opublikował wyliczenia, z których wynika, że po wpadnięciu do czarnej dziury niekoniecznie musi nas czekać marny los.

Podręczniki astrofizyki nie zachęcają do tego. Podają, że każdy śmiałek, który zdecyduje się na skok do czarnej dziury, ruchem spiralnym spada do samego piekielnego środka, tzw. osobliwości, punktu o nieskończonej gęstości. Tam zaś jest zgniatany przez monstrualne ciśnienie. Ba, zanim jeszcze trafi na samo dno tego piekła, dużo wcześniej ogromne różnice w sile ciążenia (podobne do tych, które wywołują na Ziemi przypływy i odpływy oceanów, tyle że miliardy razy większe), rozerwą go na strzępy. Po drodze do osobliwości będzie bowiem poddany torturze, którą doskonale zna każdy piekarz przygotowujący ciasto na pizzę - grawitacja go rozwałkuje na płasko, potem zgniecie i tak na przemian, bez końca.

Może nie zetrze nas na popiół?

Ale rachunki Dokuczajewa dowodzą, że to nie jest jedyny scenariusz. Może być inaczej. Za horyzontem czarnej dziury, a więc granicą, spoza której nie ma już powrotu (nawet światło, poruszając się najszybciej w kosmosie, nie jest w stanie już stamtąd uciec), znajdują się stabilne orbity. Jeśli śmiałek trafi na jedną z nich, to będzie się poruszał wokół straszliwej osobliwości, ale na nią nie spadnie. Tak jak Ziemia krąży wokół Słońca z dala od jego wrzącej plazmy.

Jedyna różnica jest taka, że orbity za horyzontem czarnej dziury nie są kołowe ani eliptyczne, przypominają raczej skomplikowaną rozetę. Ale teoretycznie mogą po nich krążyć całe planety trzymając się na dystans od śmiertelnego środka. Przy tym im większa czarna dziura, tym lepiej. Jest więcej miejsca dla takich orbit, a poza tym "rozwałkowujące na ciasto" siły pływowe nie są już tak dotkliwe. W supermasywnych czarnych dziurach, które mają masę miliony, a czasem miliardy razy większą niż nasze Słońce, grawitacja osobliwości byłaby praktycznie nieodczuwalna dla ludzi. A takie monstra - o czym coraz częściej przekonują się astronomowie - znajdują się w centrum niemal każdej galaktyki. Także naszej Drogi Mlecznej.

Bezpieczna przystań za horyzontem

Swoją pracę Dokuczajew zatytułował "Życie w czarnych dziurach" - już bez znaku zapytania, który towarzyszył tytułowi jego artykułu sprzed niespełna roku, kiedy po raz pierwszy wspominał o takiej szokującej możliwości. Zaraz w pierwszym akapicie fizyk bez ogródek pisze: "Wnętrza supermasywnych czarnych dziur mogą być zasiedlone przez zaawansowane cywilizacje".

W jaki jednak sposób - pytam Dokuczajewa - można bezpiecznie zanurzyć siebie i planetę w czarnej dziurze? - To problem dla odpowiednio zaawansowanej cywilizacji, nasza z pewnością nie jest jeszcze do tego zdolna - mówi. Ale podpowiada kilka sposobów - można byłoby zastosować grawitacyjne manewry z użyciem kilku (sztucznych) planet albo użyć potężnych silników (rakietowych lub jakichś innych). - To kwestia techniczna, na obecnym poziomie wiedzy wiemy tylko, że takie orbity w czarnych dziurach są w pełni zgodne z ogólną teorią względności Einsteina - dodaje.

A jaki sens miałoby mieszkanie w otoczeniu czarnej dziury? - Centralna osobliwość to źródło wiecznej energii - mówi fizyk. - Cywilizacja nie musiałaby już szukać innego schronienia, co prędzej czy później staje się koniecznością, jeśli mieszka się przy zwykłej gwieździe, która się z czasem wypala. Poza tym do czarnej dziury wpada mnóstwo skarbów - zasoby naturalne, które można wykorzystywać.

Wchodzą też w grę kwestie bezpieczeństwa: - Żyjąca we wnętrzu czarnej dziury cywilizacja nie może być podglądana z zewnątrz. Sama jednak zawczasu dostrzeże zbliżającego się wroga i w razie potrzeby ewakuuje się do innego wszechświata przez "most Einsteina-Rosena".

Światło na końcu tunelu

Co to za most? - To rodzaj tunelu w czasoprzestrzeni, który może się wytworzyć we wnętrzu czarnej dziury - wyjaśnia dr. Nikodem Popławski, polski fizyk pracujący na Uniwersytecie Indiany w Bloomington (USA). - Taki most prowadzi do innego wszechświata.

Zaraz, zaraz, jeśli w tej chwili łapiecie się za głowę z niedowierzaniem, to oczywiście macie rację. To tylko zwariowana hipoteza, ale w obliczu takich niezbadanych tworów, jak czarne dziury, na razie jesteśmy skazani na obracanie się wyłącznie w świecie hipotez.

Dr Popławski także wierzy w to, że można żyć we wnętrzu czarnej dziury. Jego przypuszczenia idą nawet dalej: - Myślę, że każda czarna dziura tworzy w sobie nowy wszechświat (nowy region czasoprzestrzeni) i zgodnie z tym nasz własny Wszechświat narodził się i istnieje we wnętrzu pewnej czarnej dziury, która powstała w innym wszechświecie.

W tej wizji nowe wszechświaty wyłaniają się z czarnych dziur jak rosyjskie matrioszki. To nienowy pomysł. Hipotezę, że nasz Wszechświat powstał w czarnej dziurze, postawił w 1972 roku Raj Pathria, a w 1992 roku amerykański fizyk Lee Smolin zasugerował, że każda czarna dziura tworzy nowy wszechświat.

Wielkie odbicie

Kluczowe jest pytanie, dlaczego materia nie zapada się pod wpływem własnego ciężaru w studnię bez dna (tj. zostaje zgnieciona do punktu o nieskończonej gęstości), lecz tworzy inny wszechświat. Dr Popławski odwołuje się do teorii Einsteina-Cartana i pojęcia skręcenia czasoprzestrzeni (torsion), które zaproponował Elie Cartan 90 lat temu. Skręcenie jest - jego zdaniem - naturalnym uzupełnieniem grawitacyjnego zakrzywienia przestrzeni, które jest podstawą ogólnej teorii względności Einsteina.

- Przy ogromnych gęstościach (większych niż w gwiazdach neutronowych), grawitacyjne skręcenie zachowuje się jak siła odpychająca. Dzięki temu w pewnym momencie materia wewnątrz czarnej dziury przestaje się zapadać i ulega odbiciu - tłumaczy dr Popławski. - Moim skromnym wkładem było zaproponowanie, że takie Wielkie Odbicie jest właśnie tym, co nazywamy Wielkim Wybuchem. Tuż po "odbiciu" materia rozszerza się, co przypomina nasz rozszerzający się kosmos.

W tym nowym wszechświecie, który powstaje w czarnej dziurze, nasz Wszechświat jawi się jako "biała dziura", czyli przeciwieństwo czarnej dziury. Ta ostatnia wyłącznie pochłania materię, niczego nie wypuszcza, a biała dziura tylko uwalnia materię, niczego nie połyka. - Mój ostatni artykuł na ten temat ukaże się niedługo w "Physical Review D" - mówi dr Popławski. Kiedy dwa lata temu opublikował swoją hipotezę w "Physics Letters B", internetowe serwisy "National Geographic" oraz magazynu "Science" uznały to za naukową wiadomość roku.

Podróż bez powrotu - po popiół czy diament?

Jeśli to wszystko prawda, to wieloletnie i dotąd bezskuteczne próby wyśledzenia wysoko rozwiniętych cywilizacji w kosmosie, takiej jak np. program SETI, mogą być skazane na niepowodzenie. Najbliższa taka cywilizacja może się ukrywać przed naszym wzrokiem w centrum Drogi Mlecznej, we wnętrzu olbrzymiej czarnej dziury o masie 4 mln słońc. Być może ta dziura stanie się też schronieniem dla ludzkości, jeśli przetrwamy i osiągniemy wyższy stopień rozwoju.

Ale czy zajmowanie się takimi koncepcjami to nie science fiction? - Myślę, że pytanie o początek naszego Wszechświata należy do tych, które ludzie zawsze będą zadawali - mówi dr Popławski. A Dokuczajew dodaje: - Inspiruje mnie tylko i bezpośrednio nauka, w której podstawowym kryterium prawdy jest eksperymentalna weryfikacja każdej idei.

To trudne w przypadku czarnej dziury, bo przecież żadna informacja nie może się z niej wydostać. Jak więc sprawdzić, co tak naprawdę dzieje się w jej wnętrzu? - Cóż, każdy może tam wskoczyć i potwierdzić lub zaprzeczyć teorii - odpowiada dr Dokuczajew. - Szaleństwo? W epoce wielkich odkryć geograficznych Magellan z towarzyszami wyruszył w drogę dookoła świata bez wielkich szans na to, że wróci.

A jeśli argonauci przyszłości polecą kiedyś szukać dla ludzkości domu we wnętrzu czarnej dziury, jako motto swej straceńczej podróży mogliby wziąć fragment wiersza Cypriana Kamila Norwida:

Czy popiół tylko zostanie i zamęt,

Co idzie w przepaść z burzą? - czy zostanie

Na dnie popiołu gwiaździsty dyjament,

Wiekuistego zwycięstwa zaranie

To ulubiony polski poeta i ulubione wersy Dokuczajewa, który Polskę nazywa swoją "małą ojczyzną", bo w latach 50. spędził pięć lat w Świdnicy, gdzie jego ojciec był pilotem w radzieckim garnizonie.