Minden fekete lyukban egy külön univerzum rejtőzik?

Elképzelhető, hogy egy fekete lyuk belsejében élünk, állítja egy kozmológus, aki Einstein általános relativitáselméletének egy módosítása alapján jutott erre a felettébb rendhagyó következtetésre.

Nikodem Poplawski, az Indiana Egyetem kutatója egy márciusi publikációjában a fekete lyukakba belépő részecskék mozgásának elemzésére alapozva vetette fel először, hogy minden egyes fekete lyuk belsejében egy-egy külön univerzum létezhet. "Talán a Tejút és más galaxisok közepén elhelyezkedő hatalmas fekete lyukak más univerzumok átjárói" - fejtegette Poplawski. Amennyiben ez helytálló, akkor semmi sem zárhatná ki, hogy saját univerzumunk is egy fekete lyukban helyezkedik el.

Einstein általános relativitáselméletében a fekete lyukak belseje egy gravitációs szingularitás, olyan terület ahol az anyag sűrűsége végtelenbe hajlik. Az azonban koránt sem egyértelmű, hogy a szingularitás valóban egy végtelen sűrűséget takar, vagy pusztán az általános relativitás egy matematikai hiányossága, mivel az általános relativitás egyenletei lebomlanak a fekete lyukak belsejében. Akárhogy is, Einstein egyenleteinek módosított változata, ami megváltoztatja a fekete lyukak magjában végbemenő folyamatokról alkotott képet, és amit Poplawski is alkalmazott, egészen jól megvan a szingularitás nélkül.

Elemzéséhez Poplawski az úgynevezett Einstein-Cartan-Kibble-Sciama (ECKS) gravitációs elméletet vette alapul. Einstein egyenleteivel szemben az ECKS számításba veszi az elemi részecskék forgását vagy perdületét, amivel lehetővé válik a téridő geometriájának egyik tulajdonságának, a torziónak a kiszámítása. Amikor az anyag sűrűsége a fekete lyukban hatalmas méreteket ölt (több mint 10⁵⁰ kilogrammot köbcentiméterenként) a torzió egy gravitációt ellentételező erőként nyilvánul meg, ami meggátolja az anyag korlátlan sűrűsödését, így az nem éri el a végtelen sűrűséget. Tehát eltűnik a szingularitás, ehelyett az anyag visszapattan és elkezd tágulni, fejtegette Poplawski.

Sok vitát kiváltó tanulmányában az indianai kutató a fenti elméletek alapján modellezte a tér-idő viselkedését egy fekete lyukban attól a pillanattól, hogy az elkezdi a visszapattanását. A kapott kép arra hasonlít amikor összenyomunk egy rugót. Poplawski kiszámította, hogy a gravitáció eleinte felülkerekedik a torzió taszító erején és összenyomja az anyagot, végül azonban a taszító erő annyira megnő, hogy megállítja az anyag összeomlását és megindítja a tágulását. Poplawski számításai azt bizonyítják, hogy a téridő a fekete lyukban mindössze 10^-46 másodperc alatt legkisebb méretének körülbelül 1,4-szeresére tágul. Ez a döbbenetesen gyors visszapattanás vezethetett el a ma észlelhető táguló univerzumhoz, véli Poplawski.

Honnan tudhatjuk, hogy egy fekete lyuk belsejében élünk? Egy forgó fekete lyuk átadhatja perdületének egy részét a benne elhelyezkedő tér-időnek ami egy "preferált irányként" jelenik meg univerzumunkban, taglalta Poplawski. Egy ilyen preferált irány sérülést eredményezhet a teret és az időt összekötő Lorentz szimmetriában. Egy ilyen sérülés felelhet a neutrínóknál észlelhető rezgésért. Sajnos a fekete lyukakban nincs módunk újabb univerzumok felkutatására. Ahogy közeledünk egy ilyen galaktikus szörnyeteghez, a növekvő gravitációs mező egyre jobban lelassítja az időt, így egy külső szemlélő számára bármely fekete lyukban elhelyezkedő új univerzum csak végtelen idő eltelte után alakulhat ki.