Store, hvirvlende gasskyer og stjerner bliver suget ind i det sorte hul – helt ind, hvor tyngdekraften er så ekstrem, at end ikke lys kan slippe ud.
Men så stopper ædegildet: Det sorte hul kan ikke sluge mere, fordi al massen ikke kan presses mere sammen.
Hullet vender vrangen ud på sig selv og bliver til et hvidt hul, som spyr al sin masse ud i rummet med voldsom kraft.
Det hvide hul er det sorte huls diametrale modsætning.
Mens det sorte hul sluger stof, som ikke kan slippe ud igen, kan intet trænge ind i det hvide hul, fordi der er så meget tryk på stoffet, der brager ud i rummet.
Sådan lyder en opsigtsvækkende teori om de såkaldte hvide huller. Teorien skal nu efterprøves ved hjælp af radioteleskopet CHIME, som står helt færdigt sidst på året.
Med CHIME kan astronomer analysere tusindvis af glimt af radiobølger, som kan stamme fra hvide huller. Hvis hullerne findes, vil det vende op og ned på astronomien.
Sort hul æder alt
Et sort hul sluger alt støv og gas omkring sig. Relativitetsteorien foreskriver, at al massen vil blive mere og mere komprimeret i et punkt, som er uendelig lille og har en uendelig høj tæthed. Men ifølge kvante-ring-teorien kan massen ikke blive ved med at blive komprimeret.
Masse komprimeres i kvante-ring
Rum-tiden består ifølge teorien om kvante-ringe af små ringe, som sidder sammen. Når stoffet i et sort hul komprimeres så meget, at det kun fylder én af disse ringe, skabes der et voldsomt tryk udad – som når en fjeder ikke kan sammenpresses mere. Derfor stopper det sorte hul med at sluge mere stof.
Hvidt hul kaster op
Det sorte hul giver efter for trykket og springer op: Det bliver nu forvandlet til et hvidt hul. Alt komprimeret stof i hullet bliver sluppet fri og kastet ud i rummet. I et sort hul kan intet stof slippe ud, men når det bliver hvidt og sender stof ud i rummet, kan intet trænge ind.
Rummet er en ringbrynje
Sorte huller blev sat på landkortet med Einsteins generelle relativitetsteori, som beskriver tyngdekraften som en krumning: Masser krummer tid og rum omkring sig, og sådan tiltrækker de andre masser.
Jo større masser, jo større krumning. Sorte huller er så massive, at de sluger alt omkring sig, og er påvist gennem astronomiske observationer.
Hvide huller er aldrig blevet direkte observeret, men findes i den såkaldte kvante-ring-teori.
Teorien forsøger at forene Einsteins generelle relativitetsteori med kvantemekanikken, som beskriver atomernes mindste byggesten.
Ifølge kvantemekanikken er rummet ens overalt, men ifølge relativitetsteorien er rummet foranderligt, fordi store masser, som for eksempel sorte huller, ændrer rummets krumning.
Kvante-ring-teorien løser problemet ved at beskrive, hvordan rum-tiden, ligesom atomerne i kvantemekanikken, kan deles op i sine mindste, afgrænsede bestanddele: ringe.
Ringene er knyttet sammen som i en ringbrynje og udgør rum-tiden. Hvis vi rådede over det ultimative supermikroskop, ville vi altså kunne se ringene i brynjen.
Intet i universet kan ifølge teorien være mindre end sådan en ring.
Den klassiske teori om sorte huller er, at deres masse vil koncentrere sig mere og mere i et uendelig lille punkt, men følger man kvante-ring-teorien, passer det ikke, for massen i et sort hul kan kun presses sammen til størrelsen på en rum-tids-ring.
Når volumen når dén grænse, vil der være et enormt udadrettet tryk. Det sorte hul slipper derfor massen fri, bliver hvidt og skyder alt komprimeret stof ud i rummet igen.
Voldsomme forvandlinger glimter
Det seneste årti har astronomerne opdaget mere end 60 mystiske glimt af radiobølger.
Glimtene kommer fra kilder som er relativt små – helt ned til ti kilometer – alligevel udsender de mere energi på et mikrosekund, end Solen udstråler gennem årtier.
Glimtene kan måske være spor af hvide huller, for selvom universet skal være ældre, før nutidens store sorte huller bliver til hvide huller, gælder det ikke mindre sorte huller, som blev dannet lige efter big bang.
De omdannes nemlig til hvide huller i nutiden, og når det sker, udsender de ifølge teorien radioglimt.
Derfor mener forskere, at de 60 radioglimt kan stamme fra universets ældste sorte huller, der bliver til hvide huller.
Bølgelængderne af radioglimt kan afsløre, om glimtene er fra hvide huller eller andre, kendte fænomener.
Et lille sort hul dannet kort efter big bang vil udsende stråling med korte bølgelængder, når det omdannes til et hvidt hul.
Men samtidig vil disse små sorte huller være meget langt væk, fordi de har eksisteret siden universets begyndelse, og det udvider sig hele tiden.
De oprindeligt korte bølgelængder vil derfor være strakt væsentligt ud, idet de når frem til Jorden.
Større sorte huller fra big bang lever længere end de mindste, og når de bliver hvide, vil de udsende radiobølger med længere bølgelængder end de små sorte huller.
Men bølgelængden vil ikke blive udstrakt lige så meget på vej til Jorden, fordi de store huller er tættere på os, når de forvandler sig til hvide huller.
Derfor mener Carlo Rovelli, en af grundlæggerne af kvante-ring-teorien, at bølgelængder fra fjerne og nære hvide huller vil være næsten ens.
Dét kendes ikke fra andre radiokilder i rummet, hvor bølgelængde altid øges med afstand.
Teleskopet CHIME måler glimt af radiobølger fra rummet. Glimtene kan komme fra hvide huller.
Hvidt hul kan have født universet
Det nye canadiske radioteleskop CHIME står helt færdigt sidst på året.
CHIME opfanger radiobølger ved hjælp af fire 100 meter lange antenner formet som rør halveret på langs.
Antennerne dækker 200 kvadratgrader af himlen - et 1000 gange større område, end en fuld måne dækker og mere end nogen andre radioteleskoper.
Derfor vil astronomer kunne fange tusindvis af radioglimt og sammenligne bølgelængder og afstande.
Dermed kan forskerne teste teorien om, at radioglimt udløses, når et sort hul bliver hvidt.
Hvis forskerne finder hvide huller, må vi genoverveje alle spørgsmåls moder: Hvordan begyndte alting?
Ifølge klassisk kosmologi opstod universet i én ureksplosion – big bang. Men nogle forskere mener, at universet fødes og dør igen og igen.
Ifølge sidstnævnte teori udvider et nyfødt univers sig i milliarder af år, men så overtager tyngdekraften og trækker alting sammen i ét supertungt sort hul.
Ifølge kvante-ring-teorien bliver det sorte hul så til et hvidt hul, spyr al massen ud igen og føder et nyt univers.
En opdagelse af hvide huller vil altså ikke blot vende op og ned på vores viden om sorte huller, men også give teorien om det cykliske univers vind i sejlene.