Что такое червоточины? (Кротовая нора)

Многие ученые и астрономы считают, что червоточины реальны. Многие вещи в астрофизике и теоретической физике никогда не были открыты, но, как говорится, "математика работает", что означает, что они возможны. Считается, что если червоточины действительно существуют, то они являются результатом первобытной микроскопической червоточины, которая была расширена в начале Вселенной, непосредственно после Большого взрыва.

Популярная фантастика и Голливуд, кажется, одержимы пространством и временем. От недавних громких блокбастеров, таких, как "Интерстеллар" и "Марсианин", до недавней волны невероятных открытий в нашей галактике и за ее пределами, все взоры, кажется, обращены к огромному океану космоса. Хотя наши поиски понимания космоса никогда не будут завершены, есть несколько загадочных предположений, которые вызывали у нас интерес на протяжении всей истории. Один из самых известных примеров - идея червоточин.

Некоторые люди называют их кратчайшими путями во вселенной, в то время как другие утверждают, что они могут быть средством путешествия во времени. Дело в том, что они увлекательны, сложны и очень запутанны для некоторых людей, даже если они видели "Интерстеллар".

Наука о червоточине

Не вдаваясь слишком далеко в глубины теории общей относительности и чрезвычайно высокого уровня астрофизики, попробуем разобраться в червоточине в ее самом базовом виде - мосте. На самом деле червоточины более технически называют мостами Эйнштейна-Розена, так как они были впервые предложены Альбертом Эйнштейном и Натаном Розеном в 1935 году. Считается, что эти мосты через пространство-время возможны благодаря эффекту изгиба, который все массивные объекты оказывают на пространство-время.

Предложение заключается в том, что два огромных массивных объекта (рты) могут изгибать пространство-время до такой точки, что они соединятся друг с другом через мост (горло). В теории это, конечно, значительно сократило бы время путешествия между этими двумя точками во вселенной, которые могли бы находиться на расстоянии миллиардов световых лет или всего лишь нескольких метрах. Другое, ещё более исключительное объяснение, заключается в том, что червоточины могут не только соединить два отдалённых места в нашей нынешней вселенной, но и фактически связывать другие вселенные!

Это горло может быть прямым маршрутом, или изогнутым путем, который пересекает более высокое измерение с очень далекой "другой стороной". Изогнутая двухмерная плоскость обычно является лучшим способом представить себе этот сценарий. Когда два объекта со значительной массой изгибают эту плоскость по направлению к противоположной стороне, теоретически может быть выполнено соединение. Мы говорим "теоретически", потому что, несмотря на то, что червоточины вписываются в принципы общей относительности, никакой червоточины пока не обнаружено.

Теперь вы можете подумать: "Если мы никогда не находили их, то откуда нам знать, что они существуют?". Ну, это хорошая мысль. Многие вещи в астрофизике и теоретической физике никогда не были открыты, но, как говорится, "математика работает", что означает, что они возможны. Считается, что если червоточины действительно существуют, то они являются результатом первобытной микроскопической червоточины, которая была расширена в начале Вселенной, непосредственно после Большого Взрыва.

Итак, исходя из предположения, что кротовые норы могут существовать и существуют, вопрос, который волнует всех: когда мы можем начать их использовать? Что ж, своеобразная и экзотическая природа червоточин делает идею их использования очень далекой в ​​будущем. Существует ряд основных проблем с поиском, использованием или даже эксплуатацией червоточин.

Проблема с червоточинами

Одна из самых популярных теорий образования червоточин основана на том факте, что червоточина может образовываться с двумя черными дырами в качестве «устьев» червоточины и неизвестными центрами этих черных дыр и, возможно, их особенностями, образующими горло. Проблема с этим предположением, конечно, заключается в кажущейся невозможности когда-либо изучить внутреннюю часть этой червоточины или когда-либо увидеть противоположную сторону, поскольку ничто не может избежать притяжения гравитации внутри черной дыры — даже сам свет.

Мосты Эйнштейна-Розена представляют собой реальную проблему, потому что они разрушаются и исчезают чрезвычайно быстро, поэтому их практически невозможно обнаружить, идентифицировать и изучить. Кроме того, некоторые теоретики утверждают, что червоточины могут происходить на микроскопическом уровне, проскальзывая и исчезая на квантовом уровне существования, который мы в настоящее время не можем наблюдать.

При этом всякий раз, когда возникает проблема или препятствие в теоретической физике, кто-то придумывает решение. Если первичной проблемой с изучением и использованием червоточин является их размер и короткая продолжительность, если эта проблема может быть противопоставлена, то прогресс может быть достигнут. Имея это в виду, существует теория, согласно которой "экзотическая материя" могла бы стабилизировать червоточину, чтобы ее можно было использовать в течение более длительного периода времени и обеспечить большую стабильность.

Экзотическая материя — это не то же самое, что темная материя, но она содержит огромное количество отрицательного давления и отрицательной плотности энергии. Этот тип материи можно было наблюдать только в ограниченных экспериментах в вакуумном состоянии, но если его естественным или искусственным образом добавить в червоточину, то теоретически можно было бы сделать червоточину шире - и даже держать ее открытой — для того, чтобы через нее можно было отправлять космических путешественников или оборудование.

Кроме того, предсказывается, что во "рту" будет огромное количество радиации и сингулярность определённых червоточин, которые мгновенно окажутся смертельными и уничтожат всё, что приблизится к нему. Интенсивные гравитационные силы также, скорее всего, разорвут на куски любой корабль или человека, прежде чем они смогут пройти через червоточину. Если черная дыра может разорвать звезду, представить невозможно, что она может сделать с человеком.

Существуют ли разные типы червоточин?

Существует множество различных типов червоточин, некоторые из которых мы хотели бы использовать как люди, а другие означали бы верную смерть. Наверное, важно знать разницу.

Проходимые червоточины: это тип червоточины, в которой люди могут путешествовать через мост пространства-времени несколько раз в обоих направлениях, не нанося никакого вреда. Для того чтобы этот тип червоточины оставался стабильным и открытым, потребуется экзотическая материя, поскольку экзотическая материя будет сопротивляться естественной тенденции червоточины мгновенно сжиматься.

Червоточины Шварцшильда: их можно пройти только в одном направлении, и они являются примером моста Эйнштейна-Розена. После уплотнения до невероятной и конечной плотности в сингулярности вы затем выполните тот же процесс в обратном порядке в устье другой черной дыры.

Возможно ли путешествие во времени через червоточину?

Несмотря на то, что этот вопрос все еще не решен, поскольку до сих пор остается так много нерешенных загадок, когда дело доходит до червоточин, общепринятое мнение заключается в том, что они не позволят путешественникам вернуться во времени. Проще говоря, путешествия во времени кажутся возможными в рамках общей теории относительности, но это не влияет на реалии квантовой физики.

В то время как открытие червоточины станет невероятным моментом в истории астрономии, многие другие, многие другие проблемы и особенности червоточин, скорее всего, помешают людям проверить любую из наших теорий путешествий во времени на десятилетия вперед.