Астрономы рассказали, как можно обнаружить порталы во Вселенной

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна коренным образом изменила наше представление о фундаментальных понятиях физики, таких как пространство и время. Но это также оставило нам некоторые глубокие загадки.

Одним из них были черные дыры, которые были однозначно обнаружены только за последние несколько лет. Другой - "червоточины" - мосты, соединяющие разные точки в пространстве-времени, теоретически обеспечивающие короткие пути для космических путешественников.

Червоточины по-прежнему остаются в сфере воображения. Но некоторые ученые думают, что скоро мы тоже сможем их найти. За последние несколько месяцев несколько новых исследований предложили интересные пути продвижения вперед.

Черные дыры и кротовые норы - это особые типы решений уравнений Эйнштейна, возникающие, когда структура пространства-времени сильно искривляется гравитацией. Например, когда материя чрезвычайно плотная, ткань пространства-времени может стать настолько искривленной, что даже свет не сможет выйти из нее. Это черная дыра.

Поскольку теория допускает растяжение и изгибание ткани пространства-времени, можно вообразить всевозможные возможные конфигурации.

В 1935 году Эйнштейн и физик Натан Розен описали, как два листа пространства-времени могут быть соединены вместе, создав мост между двумя вселенными. Это один из видов червоточин - и с тех пор были придуманы многие другие.

Некоторые червоточины могут быть «проходимыми», то есть люди могут проходить через них. Однако для этого они должны быть достаточно большими и оставаться открытыми против силы тяжести, которая пытается их закрыть. Чтобы вытолкнуть пространство-время таким образом, потребовалось бы огромное количество «отрицательной энергии». Похоже на научную фантастику? Мы знаем, что отрицательная энергия существует, небольшие ее количества уже были произведены в лаборатории . Мы также знаем, что за ускоренным расширением Вселенной стоит отрицательная энергия.

Так что природа, возможно, нашла способ делать червоточины.

Как мы можем доказать существование червоточин? В новой статье, опубликованной в Ежемесячных уведомлениях Королевского общества, российские астрономы предполагают, что они могут существовать в центре очень ярких галактик, и предлагают некоторые наблюдения, чтобы их найти.

Это основано на том, что произошло бы, если бы материя, выходящая из одной стороны червоточины, столкнулась с материей, которая падала внутрь. Расчеты показывают, что в результате крушения будет впечатляющее проявление гамма-лучей, которые мы могли бы попытаться наблюдать с помощью телескопов.

Это излучение может быть ключом к различению червоточины и черной дыры, которые ранее считались неотличимыми снаружи. Но черные дыры должны производить меньше гамма-лучей и выбрасывать их в виде струи, в то время как излучение, производимое через червоточину, будет ограничиваться гигантской сферой.

Хотя вид червоточины, рассматриваемый в этом исследовании, можно преодолеть, путешествие по нему не будет приятным. Поскольку это было бы так близко к центру активной галактики, высокие температуры сожгли бы все до хрустящей корочки.

Но это не относится ко всем червоточинам, например к тем, что дальше от центра Галактики.

Идея о том, что в центре галактик могут быть кротовые норы, не нова. Возьмем, к примеру, сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути. Это было обнаружено путем кропотливого отслеживания орбит звезд возле черной дыры, и это важное достижение было удостоено Нобелевской премии по физике в 2020 году .

Но в одной недавней статье было высказано предположение, что это гравитационное притяжение может быть вызвано червоточиной . В отличие от черной дыры, червоточина может "пропускать" некоторую гравитацию от объектов, расположенных на другой стороне. Э

то жуткое гравитационное действие добавило бы крошечного толчка движению звезд вблизи галактического центра. Согласно этому исследованию, в ближайшем будущем, когда чувствительность наших инструментов станет немного более высокой, необходимо будет измерить конкретный эффект в ходе наблюдений.

По совпадению, еще одно недавнее исследование сообщило об обнаружении в небе некоторых "странных радиокружков" . Эти круги странны, потому что они огромны и все же не связаны с каким-либо видимым объектом. На данный момент они не поддаются никакому традиционному объяснению, поэтому червоточины были выдвинуты как возможная причина.

Червоточины сильно влияют на наше коллективное воображение. В каком-то смысле это восхитительная форма бегства от действительности. В отличие от черных дыр, которые немного пугают, поскольку они ловят все, что рискует, червоточины могут позволить нам путешествовать в далекие места со скоростью, превышающей скорость света.

На самом деле они могут даже быть машинами времени, предоставляя возможность путешествовать в обратном направлении - как предположил покойный Стивен Хокинг в своей последней книге. Кротовые норы также возникают в квантовой физике, которая управляет миром атомов и частиц. Согласно квантовой механике, частицы могут вылетать из пустого пространства, чтобы исчезнуть через мгновение.

Это было замечено в бесчисленных экспериментах. И если частицы могут быть созданы, почему не червоточины?

Физики полагают, что червоточины могли образоваться в ранней Вселенной из пены квантовых частиц, появляющихся и исчезающих. Некоторые из этих «изначальных червоточин» могут существовать и сегодня.

Недавние эксперименты по «квантовой телепортации» - «бестелесной» передаче квантовой информации из одного места в другое - оказались пугающе похожими на две черные дыры, соединенные червоточиной .

Эти эксперименты, похоже, решают «парадокс квантовой информации», который предполагает, что физическая информация может навсегда исчезнуть в черной дыре. Но они также обнаруживают глубокую связь между заведомо несовместимыми теориями квантовой физики и гравитации (червоточины имеют отношение к обоим), что может сыграть важную роль в построении «теории всего» .

Тот факт, что кротовые норы играют роль в этих увлекательных разработках, вряд ли останется незамеченным. Возможно, мы их не видели, но они определенно могли быть там. Они могут даже помочь нам понять некоторые из самых глубоких космических загадок, например, является ли наша Вселенная единственной.