Белая дыра в объективе: что увидит телескоп экспресс
Чёрная дыра — это место, откуда ничто не может вырваться. Но некоторые теории допускают, что в глубине, на квантовом уровне, она может отскочить и превратиться в свою противоположность — белую дыру, которая только извергает материю и свет.
Группа физиков построила компьютерную модель такого превращения. Они взяли вращающуюся чёрную дыру и проследили путь лучей света от раскалённого диска вокруг неё — сначала когда дыра ещё чёрная, а потом когда она уже стала белой. Для чёрной дыры получилась знакомая картина: яркий серп и тёмный провал в центре. Но когда свет из предыдущей вселенной прошёл сквозь белую дыру, изображение стало совсем другим.
Из-за вращения дыры пространство-время закручивается, и лучи света изгибаются причудливым образом. На синтетическом снимке возникли несимметричные, вложенные друг в друга кольца разной яркости. Чем быстрее вращение и чем сильнее наклон, тем сложнее узор. Авторы также рассчитали, как будет поляризован этот свет. Оказалось, что от кольца к кольцу направление поляризации меняется резко, скачком — такого нет у чёрных дыр.
Эта «рваная» поляризация — ключ к опознанию белой дыры. Если будущие сети телескопов, работающие как единый гигантский глаз (метод интерферометрии), заметят такой узор, это станет серьёзным доводом в пользу квантового отскока.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.20945
Within theoretical frameworks such as loop quantum gravity, black holes may evolve into white holes through a quantum bounce. This paper uses general relativistic ray-tracing techniques to calculate the ray-traced imaging of accretion disks from the previous cosmic stage during the Kerr black hole and post-bounce Kerr white hole phases. Calculations show that the black hole image presents a crescent emission ring and a central shadow. In contrast, after radiation from the previous universe penetrates the rotating white hole, eccentric and asymmetric nested intensity ring structures form in the synthetic image due to frame-dragging and lensing effects. We analyze the influence of spin parameters, observation inclinations, and accretion disk geometric configurations on the distribution of this nested ring structure using synthetic images and intensity profiles. Building upon this, we introduce polarized ray-tracing calculations for radiation across evolutionary stages. This process results in the polarization image features after the polarization vector is subjected to the gravitational field and spacetime spin dragging during the photon propagation through the white hole horizon and internal spacetime. The spatial rotation patterns and concentric interference fringes in the white hole polarization images exhibit a distinct inter-ring polarization discontinuity. This phenomenon differs from the polarization behavior of black holes. The intensity ring structures and polarization inter-ring discontinuity features provide multi-band and polarimetric interferometry baselines to overcome morphological observational degeneracies. This provides theoretical guidance for future very-long-baseline interferometry (VLBI) to distinguish black holes and white holes.
Вращение белой дыры закручивает само пространство — этот эффект называют «увлечением инерциальных систем». Из-за него световые кольца на снимке получаются несимметричными, будто их растянули в одну сторону.
В романе Станислава Лема «Фиаско» инопланетная цивилизация использует белую дыру как оружие, способное уничтожать целые планетные системы.