Ученые: Вы можете путешествовать через червоточину, но она медленнее космоса

Специальная теория относительности. Проклятье исследователей космоса, футуристов и авторов научной фантастики с тех пор, как Альберт Эйнштейн впервые предложил ее в 1905 году.

К счастью, было предложено несколько теоретических концепций, которые указывают на то, что путешествие быстрее, чем свет все еще возможно когда-нибудь.

Популярным примером является идея червоточины: структура, которая связывает две отдаленные точки в пространстве-времени, что позволило бы межзвездное космическое путешествие.

Недавно группа ученых из Лиги Плюща провела исследование, в котором указывалось, что «проходимые червоточины» могут быть реальностью. Плохая новость заключается в том, что их результаты указывают на то, что эти червоточины не сокращают дистанцию и могут быть космическим эквивалентом «движению по длинному пути»!

Вскоре после того, как Эйнштейн опубликовал теорию в 1915 году, немецкий физик Карл Шварцшильд нашел возможное решение, которое предсказывало существование не только черных дыр, но и коридоров, соединяющих их.

К сожалению, Шварцшильд обнаружил, что любая червоточина, соединяющая две черные дыры, разрушится слишком быстро, чтобы что-либо могло пересечь ее с одного конца к другому.

Единственный способ, при котором путешествие становилось реальным если бы они были стабилизированы существованием экзотической материи с отрицательной плотностью энергии. Даниэль Джафферис, доцент физики Томаса Д. Кэбота в Гарвардском университете, придерживался другого мнения.

Как он описал свой анализ во время апрельской встречи Американского физического общества в Денвере, штат Колорадо, в 2019 году:

«Перспектива перемещаемых конфигураций червоточины давно привлекала внимание. Я опишу первые примеры, которые согласуются с теорией гравитации, совместимой с ультрафиолетовым излучением, без экзотической материи. Конфигурация включает в себя прямую связь между двумя концами червоточины. Я также расскажу о ее значении для квантовой информации в гравитации, информационного парадокса черной дыры и ее связи с квантовой телепортацией».

Для целей этого исследования Джафферис изучил работу, выполненную Эйнштейном и Натаном Розеном в 1935 году. Глядя на работу Шварцшильда и других ученых, он предложили возможное существование «мостов» между двумя отдаленными точками в пространство (известное как «мосты Эйнштейна – Розена» или «червоточины»), которые теоретически может позволить материи и объектам проходить между ними.

Эта теория, известная как гипотеза ER = EPR, предполагающая, что червоточины являются причиной того, что состояние элементарных частиц может связаться с состоянием партнера, даже если они разделены миллиардами световых лет.

Именно так Джафферис разработал свою теорию, утверждая, что через червоточины действительно могут проходить через легкие частицы (иначе говоря, фотоны). Чтобы проверить это, Jafferis провел анализ с помощью аспирантов Гарварда.

Они обнаружили, что хотя теоретически возможно, чтобы свет прошел через червоточину, это не совсем тот космический путь, на который мы все надеялись.

«Прохождение этих червоточин занимает больше времени, чем прямое движение, поэтому они не очень полезны для космических путешествий».

В основном результаты их анализа показали, что прямая связь между черными дырами короче, чем у червоточин.

Хотя это, безусловно, звучит как плохая новость для людей, которые когда-нибудь будут в восторге от перспективы межзвездных (и межгалактических) путешествий, хорошая новость заключается в том, что эта теория дает некоторое новое понимание области квантовой механики.

«Реальный смысл этой работы заключается в ее связи с информационной проблемой черной дыры и связями между гравитацией и квантовой механикой», — сказал Джафферис.

«Проблема», на которую он ссылается, известна как «парадокс информации о черной дыре», с которым астрофизики борются с 1975 года, когда Стивен Хокинг обнаружил, что черные дыры медленно пропускают излучение (иначе говоря, излучение Хокинга).