Физики рассказали, как найти червоточины. Если они, конечно, существуют

Способы совершения путешествий в дальние уголки Вселенной обсуждаются учеными и энтузиастами уже больше века. Но космические расстояния настолько огромны, что при использовании традиционных способов межпланетных перелетов на ракетах со сжигаемым топливом, мы никогда не сможем добраться не то, что до других галактик, но даже до ближайших звезд. Точнее сможем, но на это могут уйти тысячи лет и многие поколения людей. Однако, астрономы уже давно обсуждают возможность существования уникальных объектов – кротовых нор в космосе. Такие норы являются чем-то вроде тоннеля, соединяющего различные точки пространственно-временного континуума, лежащие за тысячи и даже миллионы световых лет друг от друга. Раньше существование кротовых нор обсуждали лишь самые отъявленные фантасты, однако в последнее время стало появляться все больше аргументов в пользу того, что подобные тоннели действительно существуют и их даже можно создать искусственно.

Как образуется кротовая нора в космосе?

Впервые о возможности существования кротовых нор в космосе заговорили еще в 1920-х, когда ученые активно обсуждали выводы из общей теории относительности. Правда тогда еще никто не придавал ей такое значение, как сейчас, предполагая, что кротовая нора – это некое подобие электромагнитной аномалии. Также в 1935 г. была выдвинута гипотеза о существовании моста Эйнштейна-Розена, представляющего собой соединение разных областей пространства вблизи черной дыры.

Первые современные определения кротовых нор начали появляться в 50-е годы ХХ века. В 1957 г. американский физик Джон Уилер предположил, что в некоторых областях космоса могут существовать такие точки, в которых поток энергии приводит к образованию червоточин, связывающих отдаленные точки пространства-времени. В отличие от моста Эйнштейна-Розена, который считается непроходимой кротовой норой, через такие червоточины вполне может проходить материя, в считанные мгновения перемещаясь из одной области пространства в другую.

Визуально кротовую нору обычно изображают в виде тоннеля, соединяющего отдельные точки плоскости, согнутой пополам. Если представить себе, что мы живем в плоской Вселенной, где для того, чтобы добраться с одной точки в другую нужно затратить колоссальное время и энергию, то кротовая нора будет своеобразной дырой в этом плоском листе, позволяющей добраться в отдаленную часть космоса по кратчайшему пути. Учитывая тот факт, что ученые и так уже давно считают, что мы действительно живем в плоской Вселенной, вероятность реального существования кротовых нор оказывается очень высокой.

Червоточины – путь к звёздам

В реальности даже самые близкие звёзды находятся непостижимо далеко, и путешествие к ним потребует огромного количества энергии и времени. Судя по всему, мы должны построить корабль, который сможет путешествовать в течение сотен или даже тысяч лет, в то время как астронавты, поколение за поколением, будут рождаться, жить своей жизнью и умирать на этом долгом пути к другой звезде.

Научная фантастика, с другой стороны, соблазняет нас различными фантастическими идеями путешествий в космосе. Начиная от варп-двигателей способных разогнать космический аппарат до сверхсветовых скоростей и заканчивая червоточинами. Эти фантастические на данный момент технологии позволят нам достичь Альфа Центавры так быстро как будто это самый обычный прогулочный круиз. Червоточина – это “волшебный мост”, который соединяет две точки в пространстве и времени друг с другом. Вам всего лишь нужно задать пункт назначения и открыть врата, а затем просто войти, оставив позади половину галактики!

Червоточина, также известная как мост Эйнштейна-Розена является теоретическим методом искажения пространства и времени, таким образом, что вы можете соединить вместе любые две точки пространства, а затем мгновенно переместиться от одной ко второй. Самым простым примером такого объекта является лист бумаги на котором вы либо проводите линию, соединяющую две точки, либо складываете его и расстояние между точками уменьшается практически до нуля. Это прекрасно работает на бумаге, но будет ли это работать в реальности?

Итак, согласно Эйнштейну и физику Натану Розену, вы можете сжать пространство таким образом, что две точки пространства займут одно и то же физическое местоположение, а затем их всего лишь необходимо разделить и переместить в различные точки космического пространства. Войдя в червоточину с одной стороны пространства вы мгновенно выйдете из другой её стороны минуя за доли секунды миллионы или миллиарды световых лет.

В то время как теоретически червоточины – вполне допустимое явление, практически мы не можем их создать поскольку не имеем необходимых технологий. Однако, не всё так плохо. Вполне возможно, что уже в недалёком будущем вы сможете заказать диплом и разгадать тайну червоточин.

Первой большой проблемой является то, что червоточины не соответствуют всем канонам общей теории относительности. Так что, согласно физическим законам, эти объекты не могут быть использованы в качестве метода транспортировки. Во-вторых, даже если червоточины могут быть созданы, они будут абсолютно нестабильными и, вероятно, разрушатся сразу же после своего образования, а если нет, то их разрушит любой объект, попавший в них. И это довольно серьёзный удар по теории червоточин.

Судя по всему, червоточины останутся в сфере научной фантастики ещё как минимум на протяжении сотен лет, а, возможно – навсегда. Даже, если создание червоточин возможно, учёные столкнутся со множеством проблем прежде чем смогут использовать их на практике. Тем не менее, если мы сможем решить эти проблемы, то это сделает космические путешествия обыденным делом.

Как создать кротовую нору для путешествий по Вселенной?

Подробное изучение гипотетических свойств кротовых нор в космосе убедило ученых, что такие объекты являются крайне нестабильными. Если червоточины и существуют, то они практически мгновенно появляются и исчезают в разных областях пространства-времени, и предугадать место их появления крайне затруднительно. Кроме этого, при попадании даже одного фотона в такую кротовую нору, она может мгновенно схлопнуться со скоростью света, в связи с чем о путешествиях через червоточины к другим галактикам не может быть и речи.

Но возможность использовать кротовые норы для посещения иных миров не дает ученым покоя, в связи с чем они продолжат строить все новые и новые модели. Одной из них стала работа ученых Калифорнийского университета, которую сейчас горячо обсуждают на различных форумах. Группа физиков под руководством Зикао Фу предположила, что нивелировать нестабильность кротовых нор можно при помощи двух черных дыр во Вселенной с противоположным зарядом. Кротовая нора, образованная между такими дырами, позволит войти и выйти из тоннеля без негативных последствий, так как пространство-время внутри червоточины будет замедляться, поворачиваться в обратную сторону и выталкивать объекты с противоположной стороны.

Правда в данном случае все равно сохраняется угроза нестабильности, только теперь уже для самих черных дыр. При прохождении объекта через червоточину они могут упасть друг на друга, превратившись в черную дыру с нейтральным зарядом и навсегда заперев попавшую внутрь материю. Чтобы этого не произошло, ученые предлагают использовать еще более экзотический гипотетический объект – космические струны. Такие струны представляют собой уникальный объект во Вселенной, обладающий минимальным диаметром (около одного протона), но способный растягиваться на гигантские расстояния в несколько световых лет. По мнению ученых, такие струны должны предотвратить схлопывание кротовой норы и предотвратить объединение черных дыр.

Дальнейшие исследования

В 1916-17 гг. были получены решения Райснера-Нордстрема и Шварцшильда. В них сферически описываются симметричные электрически заряженные и нейтральные черные дыры. Однако физики смогли до конца разобраться в непростой геометрии данных пространств только на рубеже 1950-60-х годов. Именно тогда Д. А. Уилер, известный благодаря своим работам в теории гравитации и ядерной физике, предложил термины «кротовая нора» и «черная дыра». Выяснилось, что в пространствах Райснера-Нордстрема и Шварцшильда действительно существуют кротовые норы в космосе. Они полностью не видны удаленному наблюдателю, как и черные дыры. И, подобно им, кротовые норы в космосе вечны. А вот если путешественник проникнет за горизонт, они схлопываются настолько быстро, что через них не сможет пролететь ни луч света, ни массивная частица, а не то что корабль. Чтобы пролететь к другому устью, минуя сингулярность, нужно двигаться быстрее света. В настоящее время физики считают, что сверхновые скорости перемещения энергии и материи принципиально невозможны.

Кротовая нора возле Сатурна

Пока ученые пытаются найти способы искусственного создания кротовых нор, не исключено, что они появляются в космосе самопроизвольно. В последние недели СМИ начали активно распространять информацию о том, что возле Сатурна обнаружили странное излучение, которое приверженцы апокалипсиса сразу назвали зарождающейся черной дырой, угрожающей всей Солнечной системе. По аналогии с фильмом «Интерстеллар» многие заговорили о том, что на самом деле это не черная дыра, а кротовая нора, через которую открывается путь к другим галактикам или даже в другую Вселенную. Однако на самом деле это может быть простым сбоем аппаратуры, произошедшем в результате электромагнитного или гамма всплеска.

Альтернативный взгляд

Произведения научно-фантастического жанра часто описывают метод использования «червоточин» или «кротовых нор» для путешествий на большие космические расстояния. Данные «червоточины» якобы позволяют путешествовать во времени, но для этого их необходимо найти либо правильно создать. Эти магические мосты-переходы интересуют уфологов далеко не один год. Возможны ли они в реальности?

—

Человек и космос

Несмотря на то, что в последнее время наши астрономы и другие ученые совершили массу открытий, связанных с космосом, будущее человека в космическом пространстве продолжает выглядеть туманным. Дело в том, что все наши «современные технологии» еще слишком несовершенны и слабы для того, чтобы путешествовать на сверхбольшие расстояния в космосе. Мы пока не можем добраться до планет нашей планетарной Солнечной системы. Что тогда можно говорить о более далеких космических объектах? Ныне чтобы долететь до самой ближайшей к нам звезды (не Солнца), человеческой жизни не хватит. Чтобы осуществлять такие перелеты, нам необходим особый высокотехнологичный сверхскоростной космический корабль или «волшебный портал», позволяющий «скакать» во времени и пространстве. Таким порталом теоретически может стать «червоточина», которую еще называют «кротовой норой».

«Червоточиной» фантасты называют некое подобие моста, соединяющего две точки в пространстве и времени. Чтобы воспользоваться таким мостом, необходимо определить направление, подождать, пока звездные врата стабилизируются, после чего войти в одну точку червоточины и практически моментально оказаться в другой. Конечно же, все выглядит неплохо, но, к сожалению, эти «кротовые норы» пока никто не создал.

Откуда взялась информация о «червоточинах»?

«Червоточины» в научных кругах называют «Теоретическим мостом Эйнштейна-Розена». Это некое средство, позволяющее пронзить пространство и время. Проще говоря, с помощью «норы» можно соединить две любые точки в космическом пространстве. В дальнейшем между этими точками можно будет моментально перемещаться.
Рекламное видео:
Классическим примером демонстрации «червоточины» можно назвать обычный рисунок: на листе рисуют две точки, а затем складывают лист таким образом, чтобы они соприкоснулись друг с другом. Затем их пронзают карандашом, который и служит имитацией «червоточины». Интересно, как к такому явлению относится физика?

В свое время Эйнштейн продемонстрировал, что гравитацию нельзя называть силой, способной притягивать материю как магнит. Она скорее искривляет пространство и время. К примеру, спутница Земли Луна «думает», что перемещается по прямой лини в пространстве. На самом деле, она летит по искривленному земной гравитацией пути.

Эйнштейн и Розен считали, что время-пространство можно запутать настолько сильно, что две его точки будут иметь оно физическое местоположение. Для того чтобы создать «червоточину», необходимо освоить вышесказанное явление таким образом, чтобы можно было разделить две точки времени-пространства и отодвинуть их на требуемое расстояние. Важно, чтобы при этом они сохранили одно местоположение. Если нырнуть в такой «гравитационный омут» в одной точке, то моментально можно оказаться в другой его точке.

Аргументы против «кротовых нор»

В первую очередь, «норы» не могут быть проходимыми согласно общей теории относительности. Самое странное, что физика, которая как бы предсказывает такие вещи, сама же их и оспаривает – делает непроходимыми.

Кроме этого, «червоточины» не могут быть стабильными по своей природе. Они должны коллапсировать сразу же после рождения. Если нечто сунется в конец такой «норы», то, вероятнее всего, окажется в обыкновенной черной дыре.

Даже если «червоточина» сразу не коллапсирует, то это непременно случиться после того, как внутри нее что-то окажется.

«Червоточины» могут существовать

Вселенная, которую мы знаем, устроена так, что способна сама по себе скрывать наличие вышеописанных порталов. К слову, появиться они могли после Большого Взрыва, как и многое другое, что нашим ученым пока не удалось понять. Бытует мнение, что Взрыв запутал пространство в сингулярность, которую описывали Эйнштейн и Розен.

Некоторые астрономы предлагают искать «кротовые норы» следующим образом: наблюдать, как их гравитация искажает свет звезд, расположенных за ними. К сожалению, пока данный способ не принес результатов.

Существование «червоточин» продолжает оспариваться. Даже если мы когда-нибудь найдем такой портал, нам придется научиться поддерживать его в стабильном функциональном состоянии, что пока невозможно даже теоретически. Остается надеяться, что в ближайшем будущем мы найдем другой способ путешествовать на большие космические расстояния, так как «червоточины» пока остаются слишком нереальным вариантом.

«Кротовые норы», червоточины и путешествия во времени

Червоточина или «кротовая нора»

Червоточина это теоретический проход через пространство-время, который может значительно сокращать дальние путешествия по всей вселенной за счет создания кратчайших путей между пунктами назначения. Существование червоточин предсказывается теорией относительности. Но вместе с удобством они могут нести и чрезвычайные опасности: опасность внезапного коллапса, высокая радиация и опасные контакты с экзотической материей.

Теория червоточин, или «кротовые норы»

В 1935 году физики Альберт Эйнштейн и Натан Розен с помощью теории относительности предположили существование «мостов» в пространстве-времени. Эти пути, названные мостами Эйнштейна-Розена или червоточинами («кротовыми норами»), соединяют две различные точки в пространстве-времени, теоретически создавая кратчайшие коридоры, которые сокращают расстояние и время в пути.

Червоточины имеют как бы два устья, соединенные общей горловиной. Устья, скорее всего, имеют шаровидную форму. Горловина может быть прямым участком, но она может также закручиваться, становясь тем длиннее, чем длиннее обычный маршрут.

Общая теория относительности Эйнштейна математически предсказывает существование «кротовых нор» (червоточин), но ни одна не была обнаружена до настоящего времени. Червоточина с отрицательной массой может быть выслежена благодаря действию ее гравитации на свет, проходящий мимо.

Некоторые решения общей теории относительности допускают существование «кротовых нор», каждый вход (устье) которых является черной дырой. Однако, естественные черные дыры, образованные в результате коллапса умирающей звезды, сами по себе не создают червоточину.

Через червоточину

Научная фантастика кишит историями о путешествиях через «кротовые норы». Но в реальности такие путешествия являются куда более сложным, и не только потому, что мы должны все же для начала обнаружить такую червоточину.

Первая проблема заключается в размере. Реликтовые червоточины, предположительно, существуют на микроскопическом уровне, около 10 -33 сантиметров в диаметре. Тем не менее, по мере расширения Вселенной, вполне возможно, что некоторые из них разрослись до больших размеров.

Другая проблема возникает из-за стабильности. Точнее, из-за ее отсутствия. Предсказанные Эйнштейном-Розеном червоточины были бы бесполезны для путешествия, потому что они разрушаются слишком быстро. Но более поздние исследования показали, что червоточины, содержащие «экзотическую материю», могут оставаться открытыми и неизменными в течение более длительного времени.

Экзотическая материя, которую не следует путать с темной материей или антивеществом, обладает отрицательной плотностью и огромным отрицательным давлением. Такую материю можно обнаружить только в поведении некоторых вакуумных состояний в рамках квантовой теории поля.

Если червоточины содержат достаточное количество экзотической материи, будь то в природе или добавленную искусственно, то теоретически они могут быть использованы в качестве способа передачи информации или коридора через пространство.

Червоточины могут не только соединять два различных конца одной вселенной, они могли бы также соединить две разные вселенные. Так же, некоторые ученые предположили, что, если один вход «кротовой норы» перемещается определенным образом, он мог бы быть полезен для путешествия во времени. Тем не менее, их оппоненты, как например британский космолог Стивен Хоккинг, утверждают, что такое использование не представляется возможным.

Хотя добавление экзотической материи в червоточину может стабилизировать ее до такой степени, что человеческие особи смогут безопасно путешествовать через нее, есть еще возможность того, что добавления «обычной» материи будет достаточно, чтобы дестабилизировать портал.

Современных технологий недостаточно, чтобы увеличить или стабилизировать червоточины, даже если они будут в ближайшее время найдены. Тем не менее, ученые продолжают исследовать это понятие как метод космических путешествий с надеждой, что технология со временем появится, и в конечном итоге они смогут использовать «кротовые норы».

По материалам сайта Space.com

Вверх

Также интересно:

1. Можем ли мы быть уверены, что путешественники во времени не изменят наше прошлое? Обычно, мы принимаем как очевидность то, что наше прошлое – факт состоявшийся и неизменный. История такова, какой мы ее помним….
2. 10 самых странных и удивительных вещей в космосе Космос полон всяких загадок, тайн и странных, не поддающихся нашему уровню знаний, а порой и логике, вещей. Ниже представлена подборка…
3. Ачарья Канада. Отец атомной теории — индийский мудрец, живший 2600 лет назад? Кого только не считают основоположником атомной теории. Как всегда, каждая нация считает своим долгом побороться за право быть первыми. Особо…
4. Путешествие во времени с помощью червоточин Концепция машины времени, которая используется во многих научно-фантастических произведениях, обычно вызывает в воображении образы неправдоподобного устройства. Но согласно общей теории…
5. Физики заявляют о создании вещества с отрицательной массой Ученые из США утверждают, что создали в лабораторных условиях вещество с отрицательной массой. Вещество это является жидкостью с очень необычными…
6. Город — призрак Сейнтрейлия, Пенсильвания, США Сейнтрейлия — так же как и ее собрат в Японии, город Мацуо — город на залежах ископаемых, так же как…