Летим в другую галактику? Физики придумали, как создать кротовую нору

Ученые из Калифорнийского университета придумали, как теоретически можно создать червоточину. Для этого нужно использовать черные дыры с противоположным электрическим зарядом и космические струны.

Кротовая нора или червоточина — это один из самых желанных объектов для ученых-астрофизиков, который может не только переместить человека на огромные космические расстояния, но и доказать, что все предположения по поводу черных дыр и их фантастических свойств являются правдой.

Долгое время кротовые норы остаются в центре произведений писателей-фантастов и режиссеров научно-фантастических фильмов. Если бы не исследования и догадки ученых по поводу этих необычных объектов — Стэнли Кубрик не снял бы свою Космическую одиссею, Джонатан Нолан не написал бы сценарий к Интерстеллару, а у Моргана Фримена не было бы своей передачи на телеканале Discovery.

Фото: Shutterstock

Что такое кротовая нора?

Червоточинами называют гипотетические объекты, которые соединяют две точки пространства-времени и искривляют его, формируя своего рода тоннель. В теории, все, что попадает в кротовую нору может совершить гиперпространственный прыжок и преодолеть огромные расстояние (к примеру, в считанные мгновения перенестись в другую галактику).

В энциклопедии Британника говорится: «Кротовая нора — это решение уравнений поля в общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которое напоминает туннель между двумя черными дырами или другими точками в пространстве-времени. Такой туннель обеспечил бы кратчайший путь между его конечными точками».

В буквальном смысле, червоточина позволяет просверлить пространство, как согнутый лист бумаги, чтобы не передвигаться по всей его поверхности, а пройти напрямую через отверстие.

Принято считать, что наиболее распространенный вариант кротовых нор — это тоннель между двумя черными дырами. Но, проблема в том, что черные дыры окружены радиацией, космической пылью и газами, которые могут дестабилизировать хрупкие червоточины. И это не говоря уже о сингулярности черных дыр, которая, опять же по предположению ученых, буквально сплющивает и поглощает все приближающиеся объекты, воздействуя на них сильным гравитационным полем и чрезвычайно высокими температурами при необратимом ускорении.

Поэтому, одним из условий существования кротовых нор является так называемая экзотическая материя, — это вещество имеет негативную плотность энергии и потенциально может стабилизировать объекты, которые попадают в кротовую нору от чрезмерных перегрузок и разрушительного ускорения.

До сих пор неизвестно, что может выступить в роли экзотической материи, и существует ли она вообще. Хотя, недавно ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре опубликовали исследование, в котором предложили, как можно создать кротовую нору.

Инструкция по созданию червоточин

Физики Зикао Фу, Брианна Градо-Уайт и Дональд Марольф предположили, что для исключения разрушительного эффекта черных дыр и нестабильности кротовых нор нужно использовать черные дыры с противоположным электрическим зарядом. Еще в начале прошлого века немецкий инженер Ганс Рейсснер и финский физик-теоретик Гуннар Нордстрем в теории доказали существование таких объектов с помощью математических расчетов.

Черные дыры с противоположным электрическим зарядом позволят не только войти в червоточину, но и выбраться из нее, поскольку пространство внутри такой кротовой норы будет замедляться и в буквальном смысле поворачиваться в обратную сторону, выталкивая оттуда объекты.

Тем не менее, вопрос нестабильности остается актуальным даже для черных дыр с противоположным электрическим зарядом: любой объект, который попадет в тоннель между такими черными дырами, может легко нарушить хрупкую связь между ними и превратить их обратно в одну черную дыру с нейтральным зарядом, оставшись там навсегда.

Тут и вступает в силу вышеупомянутая экзотическая материя.

Для стабильного существования кротовой норы между двумя черными дырами с противоположным электрическим зарядом ученые из Калифорнии предложили использовать так называемые космические струны. Этот гипотетический объект имеет диаметр мельчайшей частицы (примерно диаметр протона), но может растягиваться на немыслимые космические расстояния в десятки парсек (один парсек = 3,26 световых лет или 30,8 трлн км).

Это происходит из-за невероятной плотности таких струн, даже несколько миллиметров которых могут весить миллионы тонн.

Пока исследователи не смогли доказать существование космических струн и мы не знаем, есть ли они вообще где-либо во Вселенной. Но раз мы уже говорим о создании кротовой норы, и в теории эти струны могут существовать — почему бы не воспользоваться ими?

Зикао Фу, Брианна Градо-Уайт и Дональд Марольф предлагают использовать способность космических струн растягиваться на огромные расстояния и запустить их сквозь нашу червоточину из противоположно заряженных черных дыр. По мнению ученых это должно не только предотвратить черные дыры от соединения друг с другом, но и стабилизировать тоннель между ними, действуя как негативная масса, которая будет гасить все вибрации.

По сути, космические струны являются главным элементом в создании червоточины и выступают в роли шоссе, которое проходит через обычное пространство, заходит в одну черную дыру и выходит из другой, прокладывая путь для гиперпространственного прыжка.

И куда мы залетим?

Несмотря на исследование и расчеты американских физиков, даже если им удастся создать стабильную кротовую нору в реальности — это не означает, что такой портал обязательно соединит две точки пространства-времени и образует кратчайший путь между ними.

Как уже писало НВ, пару месяцев назад ученые из Гарвардского университета предположили, что кротовые норы могут запутывать и увеличивать расстояния между двумя точками в космосе.

Профессор физики Даниэль Яфферис взял за основу теорию, в которой не существует экзотической материи, и конечные точки кротовой норы соединены друг с другом напрямую. Согласно теории моста Эйнштейна — Розена или непроходимой дыры, кротовая нора представляет собой запутанность элементарных частиц, даже если они находятся на расстоянии в миллиарды световых лет друг от друга.

Основываясь на этом, Яфферис предположил, что элементарные световые частицы — фотоны — также могут проходить сквозь кротовые норы. Проведя теоретические эксперименты со своими напарниками Пингом Гао и Ароном Уоллом из Гарвардского и Стэнфордского университетов, ученые заключили, что прохождение сквозь кротовые норы может быть вовсе не кратчайшим путем для преодоления огромных расстояний во Вселенной.

«Прохождение кротовых нор занимает больше времени, чем прямое движение, поэтому они не очень полезны для космических путешествий», — говорит Даниэль Яфферис. Согласно результатам работы физиков, фактическое расстояние между двумя черными дырами в космическом пространстве является меньшим, чем расстояние между ними в кротовой норе.

«Это дает причинно-следственный анализ областей, которые в противном случае были бы вне поля видимости. Это окно к опыту наблюдателя внутри пространства-времени, которое доступно извне. Я думаю, что это научит нас глубоким вещам о соответствии измерений и гравитации, квантовой гравитации и даже, возможно, о новом способе формулирования квантовой механики», — объясняет профессор из Гарварда.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *