Диаграмма Пенроуза Pt.2 (пунктирные линии показывают движение света от будущего космического горизонта и сингулярности черной дыры, в то время как другие линии показывают движение света к будущему космическому
горизонту и сингулярности черной дыры от прошлого
космического горизонта.)
Мы также видим, что световые лучи могут входить издалека в сторону черной дыры - никаких проблем там нет. Но как насчет лучей света, идущих в другом направлении? У них нет разумной точки происхождения.
Мы говорим, что диаграмма Пенроуза геодезически неполна, потому что есть лучи света с неопределенным происхождением. Это равносильно тому, что мы не исследовали весь диапазон координат Пенроуза в рамках описания черной дыры Шварцшильдом. Если мы проследим эти координаты в полном объеме, мы получим так называемое максимально расширенное решение Шварцшильда - и оно обнаруживает странные новые области на диаграмме Пенроуза. Если мы проследим луч света назад от нашей вселенной, то столкнемся с областью, которая похожа на черную дыру - но с обращенным временем. Это белая дыра - еще одна очень странная область. Область определяется путем отслеживания движущихся вправо световых лучей назад изнутри черной дыры.
В наших координатах Пенроуза или Крускала-Секереша этот регион выглядит как наша вселенная. Фактически, это похоже на зеркально отраженную версию нашей вселенной, по крайней мере, с точки зрения координат пространства-времени.
Диаграмма Пенроуза, показывающая параллельную вселенную
Вопрос: реальна ли эта параллельная вселенная? Можем ли мы туда добраться? Прежде чем продолжить, я должен сказать: карта, которую вы только что увидели, предназначена для случая вечной черной дыры Шварцшильда. Той, чьи координаты не меняются со временем, подразумевая, что она всегда существовала. Позже мы увидим, как все изменится в случае черной дыры, возникшей в результате коллапса звезды. А пока давайте посмотрим, сможем ли мы отправиться в параллельную вселенную вечной черной дыры.
Единственный способ пройти между этими вселенными - путешествовать быстрее света. Это видно по тому факту, что между вселенными могут проходить только мировые лнии с наклоном менее 45 градусов. Но представьте, что вы могли бы путешествовать с бесконечной скоростью - тогда вы могли бы пойти по этим горизонталям, которые погрузились бы за горизонт событий, и появились бы в зеркальной вселенной. Вы только что пересекли мост Эйнштейна-Розена - червоточину.
Что вы увидите, оказавшись внутри черной дыры?
Свет может достичь вас из вселенной за вами, который обгоняет вас и направляется к центральной сингулярности. Свет также может достигать вас снизу - это свет от всего, что упало перед вами. Он пытается сбежать и в конечном итоге потерпит неудачу, увлеченный каскадной тканью пространства. Но сейчас вы обгоняете этот свет и видите прошлое черной дыры. Вы никогда не увидите сингулярность - она проявляется как неизбежное сокрушительное будущее, в котором пространство вокруг вас становится бесконечно искривленным.
Так что вы сделаете?
Вы можете повернуться и попытаться вернуться тем же путем, которым пришли - и если вы сможете путешествовать быстрее, чем свет, то выйдете из черной дыры через тот же горизонт событий, который вас поглотил. Или вы можете погрузиться быстрее света в направлении света, идущего снизу. Вопреки интуиции, движение в этом направлении быстрее света не приведет вас к сингулярности быстрее - вместо этого вас выбросит через параллельную вселенную. Внутри черной дыры вы видите горизонт событий позади и впереди себя. Но только сверхсветовые скорости приведут вас к горизонту.
Предположим, вы можете достичь параллельной вселенной.
Что бы вы увидели?
Здесь мнения разделились. Некоторые думают, что параллельная вселенная и белые дыры являются просто координатными отражениями обычной вселенной и черной дыры и не имеют независимого существования.
Как и в проекции Меркатора, путешествие за пределы пространства-времени Шварцшильда возвращает вас в другое место в том же пространстве-времени. Где именно -зависит от того, как работает это отражение. Возможно, вы выходите из прошлой белой дыры, путешествующей вперед во времени, или из будущей черной дыры, но путешествуя назад во времени. Это было бы похоже на падение в черную дыру, но движущуюся назад во времени. Это было бы похоже на падение в черную дыру того, кто движется вперед во времени.