Физик смог "построить" проходимую червоточину, вопреки теории Эйнштейна
Исследователь считает, что для путешествий по Вселенной сквозь кротовые норы не нужна экзотическая материя или энергия.
Ученые попытались "построить" виртуальную червоточину, которая оставалась бы проходимой для космических путешественников. Об этом сообщает Space.com.
Теперь исследователи утверждают, что это вполне возможно, но только если мы изменим наше понимание гравитации.
"Любой путешественник будет раздавлен внутри обрушившегося туннеля, если червоточина не будет модифицирована", – говорит автор исследования, физик из Университета Авейру Жоао Роса.
Роса пытается виртуально "построить" стабильную и проходимую червоточину, которую можно будет пересечь без особых проблем. И недавно ученый обнаружил, что это действительно возможно.
Проблема с проходимостью
Червоточины достаточно легко построить на бумаге. Ученые начинают с теории гравитации. В общей теории относительности Эйнштейна гравитация определяет отношения между материей и энергией, пространством и временем. Уловка для создания червоточины состоит в том, чтобы найти такую конфигурацию материи и энергии, которая позволит сформировать туннель ("горло" червоточины), соединяющий две удаленные точки в космосе.
В принципе, "горло" может быть настолько длинным или коротким, насколько это будет необходимо. Но для людей все же будут интересны червоточины, которые намного короче расстояния, разделяющего две точки в космосе. Также червоточины могут работать как машины времени, отправляя путешественников в будущее или прошлое.
"Возможность посетить другие звезды и галактики, найти инопланетные цивилизации, а также попасть в прошлое или будущее долгое время были частью научной фантастики. И червоточины – это то, что позволяет осуществить все вышеперечисленное", – говорит Роса.
Но червоточины, построенные по правилам общей теории относительности, имеют одну большую проблему: они фактически непроходимы. Входы в такие кротовые норы скрыта за горизонтами событий, которые являются односторонним барьером в космосе. Это означает, что если путешественник войдет в червоточину, то он никогда не сможет вернуться обратно.
Другая проблема заключается в том, что червоточины до смешного нестабильны. В тот момент, когда даже одиночный фотон или другая легкая частица попадает в "горло", все червоточина разрушается прежде, чем частичка света успеет пройти.
Другая гравитация
Для того, чтобы решить все эти проблемы и стабилизировать червоточину, космический путешественник должен вылепить ее из невероятно экзотического ингредиента. Речь идет о форме материи, имеющей отрицательную энергию или отрицательную массу.
Отрицательная масса — это любая область пространства, в которой для некоторых наблюдателей плотность массы считается отрицательной. Ученые пока не нашли нигде во Вселенной отрицательной массы.
Отрицательная энергия более достижима – это всего лишь условие, когда энергия в определенном места отрицательна в сравнении с окружающей средой, но такой эффект может быть достигнут только в микроскопических квантовых масштабах.
Поскольку такая материя настолько редка, создание целой кротовой норы из нее кажется невозможным.
Но все эти проблемы с червоточинами основываются на общей теории относительности. И хотя эта теория гравитации выдержала все проверки за последнее столетие, ученые говорят, что общая теория относительности – не последнее слово о гравитации. Теория неспособна описать центры черных дыр, самые ранние моменты существования Вселенной, а также свою связь с квантовой физикой.
Возможно, новая улучшенная теория гравитации не только объяснит все вышеперечисленное, но и позволит существовать червоточинам.
Именно этим вопросом и задался Роса в своей новой статье, опубликованной в препринте научного журнала arXiv. Роса использовал измененную формулу гравитации, называемую гибридная метрическая-Палатини f(R)-гравитация. Эта теория гравитации основана на общей теории относительности, но допускает большую гибкость в отношении между материей и энергией, а также пространством и временем.
Более ранние исследования показали, что проходимые червоточины могут существовать в этой модифицированной теории гравитации, но они по-прежнему требовали наличия отрицательной энергии.
Но Роса обнаружил, что если стены туннеля устлать двойными оболочками из обычного вещества, червоточина станет проходимой без какой-либо отрицательной энергии.
"Таким образом, необходимые гравитационные эффекты для проходимости червоточины, возникают естественным путем, если кто-то модифицирует гравитацию. Экзотическая материя с отрицательной массой становится не нужна для этой цели", – говорит Роса.
Ученый не собирается останавливаться на одной лишь теории, а хочет проверить свои выводы.
"Теперь нужно использовать экспериментальные данные и наблюдения (например, гравитационные волны и траектории звезд в центре Млечного Пути), чтобы проверить и подтвердить теорию", – подытожил ученый.