Если в нашей Вселенной прячутся червоточины, то вот как мы можем их найти

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна коренным образом изменила наши представления о фундаментальных понятиях физики, таких как пространство и время. Но также оставила нам некоторые загадки.

Одной из них были черные дыры, которые были однозначно обнаружены только за последние несколько лет. Другая — «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 можно было вообразить множество других.

Некоторые червоточины могут быть «проходимыми», то есть люди могут проходить через них. Однако для этого они должны быть достаточно большими и оставаться открытыми сопротивляясь силе 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 создавать червоточины.

Обнаружение червоточин.

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

Исследование основано на том, что произошло бы, если бы материя, выходящая из одной стороны червоточины, столкнулась с материей, которая падала с другой. Расчеты показывают, что в результате столкновения будет впечатляющий взрыв 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 кротовую нору, будет ограничиваться гигантской сферой.

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

В отличие от черной дыры, червоточина может «пропускать» некоторую гравитацию от объектов, расположенных на другой стороне. Это жуткое гравитационное действие добавило бы крошечный толчок звездам вблизи галактического центра. Согласно исследованию, в ближайшем будущем, когда чувствительность наших инструментов станет немного более высокой, необходимо будет измерить конкретный эффект в ходе наблюдений.

Источники: Фото: NASA