Вот как мы могли бы найти червоточины, если бы они существовали

Это прекрасная мысль — туннель, соединяющий две области пространства-времени, своего рода космический путь. Считается, что червоточины принадлежат к сфере научной фантастики, поскольку, если бы они действительно образовались в нашей Вселенной, физика диктует, что червоточины будут нестабильными и немедленно разрушатся.

Но если предположить, что они могут существовать и существуют, как бы мы вообще начали искать их? Согласно новой исследовательской работе, все, что вам нужно, это черная дыра, звезды вокруг нее и оборудование для измерения орбит.

Считается, что червоточины работают как складка в пространстве-времени. Подумайте о муравье, идущем по куску ткани из одной точки в другую. Если ткань плоская, муравей должен пройти максимальное расстояние. Однако если вы сложите ткань так, чтобы края почти соприкоснулись, муравей должен просто перепрыгнуть с одной части на другую.

Теперь представьте, что ткань — это пространство-время, а туннель в пространстве между двумя частями — это червоточина. Физики Альберт Эйнштейн и Натан Розен опубликовали влиятельную статью об этой концепции в 1935 году, поэтому она также известна как мост Эйнштейна-Розена.

Согласно новой статье ученых из Университета в Буффало и Университета Янчжоу, может быть действительно простой способ обнаружить такие червоточины. Они утверждают, что, поскольку туннель сближает две области пространства, массивные объекты, такие как звезды, на другом конце червоточины гравитационно влияют на движение объектов на «нашем» конце туннеля.

Одной из вещей, которая потребуется для гипотетического образования червоточины, является экстремальная гравитационная среда, такая как пространство вокруг черной дыры (или даже внутри горизонта событий черной дыры).

Итак, чтобы наблюдать этот эффект, вам понадобится черная дыра и одна или несколько звезд на орбите вокруг нее.

В Млечном Пути у нас есть именно такой регион — галактический центр. Вокруг сверхмассивной черной дыры в ней, Стрелеца A*, вращается целая группы звезд.

Если в регионе есть червоточина, мы сможем обнаружить ее по тому, как движутся эти звезды.

«Если у вас есть две звезды, по одной на каждой стороне червоточины, звезда на нашей стороне должна чувствовать гравитационное влияние звезды, находящейся на другой стороне. Гравитационный поток пройдет через червоточину», — говорит космолог Деян Стойкович из Университет в Буффало.

«Поэтому, если вы нанесете на карту ожидаемую орбиту звезды вокруг Стрельца А*, вы должны увидеть отклонения от этой орбиты, если там есть червоточина со звездой на другой стороне».

Однако это нелегко. Стрелец А* имеет массу, в 4 миллиона раз превышающую массу Солнца, — это, безусловно, доминирующая гравитационная сила в регионе. Выделение эффекта одной или даже нескольких звезд было бы кропотливой работой.

И если бы червоточина действительно находилась внутри горизонта событий черной дыры, как предсказывают некоторые теоретики, то такая теория не работает — гравитационное влияние звезды, проходящей через червоточину, было бы неотличимо от гравитационного влияния черной дыры.

Но у нас есть наборы данных, которые астрономы могут использовать для проверки этого. Те испытания относительности, упомянутые ранее, были основаны на звезде по имени S0-2 или S2.

Две отдельные команды проводили наблюдения S2 в течение более 25 лет.

Даже если мы обнаружим возмущение на орбите звезды, это не окончательно подтвердит существование червоточины. Потребуются дополнительные доказательства. Но если мы хотим найти их, нам понадобится отправная точка, и новая исследование описывает именно это.

Тем не менее, даже если бы червоточины действительно существовали, маловероятно, что они предоставят нам возможность путешествия сквозь них.

«Даже если червоточины существуют, люди и космические корабли, скорее всего, не смогут пролететь в ней», — сказал Стойкович.

«Реально, вам нужен источник отрицательной энергии, чтобы держать червоточину открытой, и мы не знаем, как это сделать. Чтобы создать устойчивую огромную червоточину, вам нужно немного магии».

Исследование было опубликовано в Physical Review D.