Физики выяснили, как червоточины могут позволить путешествовать во времени
У физиков-теоретиков много общего с юристами. Оба проводят много времени в поисках лазеек и несоответствий в правилах, которые можно было бы как-то использовать.
Валерий П. Фролов и Андрей Зельников из Университета Альберты в Канаде и Павел Кртоуш из Карлова университета в Праге, вероятно, не смогли избавить вас от штрафа за нарушение правил дорожного движения, но они, возможно, обнаружили достаточно места для маневра в законах физики, чтобы отправить вас назад во времени, чтобы убедиться, что вы вообще не превышали школьную зону.
Короткие пути сквозь пространство-время, известные как червоточины, не являются общепризнанными особенностями космоса. Но на протяжении большей части века ученые задавались вопросом, предписывают ли переплетения и основы, подсказанные теорией относительности, пути, по которым квантовая рябь или даже целые частицы могут вырваться за пределы своего местоположения.
В самом фантастическом своем проявлении, такие реконфигурации в ткани Вселенной позволили бы массам размером с человека преодолевать световые годы, пересекать галактики в одно мгновение или, возможно, перемещаться во времени так же быстро, как можно перемещаться по кухне.
В самом конце по крайней мере, упражнения, исследующие более экзотическую сторону поведения пространства-времени, могли бы привести к размышлениям о таинственной точке пересечения квантовой физики и общей теории относительности.
Червоточины, по сути, не более чем формы. В повседневной жизни мы привыкли иметь дело с одномерными линиями, двухмерными рисунками и трехмерными объектами. Некоторые мы можем интуитивно складывать, формировать и протыкать.
Физика позволяет нам исследовать эти изменения в ситуациях, которые мы не можем исследовать интуитивно. На самом маленьком из уровней квантовые эффекты дают расстояниям и времени некоторое пространство для маневра.
На гораздо больших масштабах пространство-время может сжиматься и расширяться по отношению к гравитации способами, которые невозможно оценить без целого набора уравнений. чтобы направлять вас. Например, если втиснуть достаточно массы в одно место (удобно игнорировать любой заряд, который у нее может быть, или если оно вращается), пространство-время искривится таким образом, что даст ему две внешние поверхности. Что их связывает? Разумеется, через червоточину.
Материя не сможет перемещаться по этой математической структуре, хотя некоторые подозрительные объекты с обеих сторон, которые оказались запутанными, останутся связанными.
Конец На протяжении десятилетий велся поиск сценариев — как возможных, так и чисто теоретических, — которые позволили бы квантовым эффектам и даже целым частицам путешествовать по экзотическим формам пространства-времени невредимыми.
Фролов, Кртоуш и Предложение Зельникова об искривлении времени включает в себя так называемую кольцевую червоточину, впервые описанную в 2016 году физиком-теоретиком из Кембриджского университета Гэри Гиббонсом и физиком из Турского университета Михаилом Волковым.
В отличие от сферических искривлений пространства-времени, которые мы могли бы приписать черных дыр, кольцевая червоточина, предложенная Гиббонсом и Волковым, соединяет участки Вселенной (или разные вселенные, если на то пошло), которые мы называем плоскими.
Учитывая взаимодействия электрических и магнитных полей, называемые дуальными вращениями и применяя некоторые преобразования выбора, кольцеобразные массы могли бы создать некоторые интересные искажения в том, что иначе было бы плоским пространством-временем.
И вуаля! Дыра во Вселенной, которая соединяет вас с… ну, где-то не рядом.
Фролов, Кртоуш и Зельников взяли эту дыру и прогнали ее по разным сценариям. Например, какой эффект может оказать на кольцо другая, неподвижная масса? А что, если кольцо входа и кольцо выхода находятся в одной и той же вселенной?
Найденные ими решения включали так называемую замкнутую времениподобную кривую. Как это звучит, оно описывает объект или луч света, который движется вдоль линии, возвращаясь в ту же точку, что и раньше. Не только в пространстве, но и во времени.
Прежде чем вы соберете вещи для парадоксального путешествия туда и обратно в будущее и обратно, многие препятствия могут легко помешать такой петле. Покойный физик Стивен Хокинг определенно так думал.
Но кто знает? С подходящим космическим юристом мы могли бы обжаловать наш приговор о путешествии в будущее в один конец с небольшой помощью массивной пары колец.
Это исследование доступно на сайте сервер препринтов arXiv и был принят для публикации в Physical Review D.
