Порталы сквозь Вселенную. Физик придумал и объяснил, как именно могут существовать кротовые норы

Существует проблема. Мало того, что мы до сих пор не видели никаких доказательств существования белых дыр, так и червоточина, созданная из пары черная-белая дыра, была бы практически бесполезной из-за своей нестабильности. Даже брошенный в кротовую нору фотон привнес бы в систему такое количество энергии, что туннель разорвало бы на части.

Однако со временем ученые придумали, как можно в теории поддерживать кротовую нору. По мнению физиков, в этом должна помочь так называемая экзотическая материя — некая ее форма с отрицательной массой. Она могла бы сопротивляться огромной гравитационной силе, сминающей проход.

Однако здесь есть уже две проблемы: у человечества пока что нет подобной мощной материи. Даже само ее существование нарушило бы закон сохранения импульса, согласно которому импульс должен оставаться постоянным, если не применяется сила.

Еще одним вариантом может быть использование варп-двигателя, искривляющего пространство-время. Мы писали о недавней работе ученых, которые доказали потенциальную возможность его создания даже на основе физических принципов, известных человечеству на сегодняшний день.

Новая теория поддержания кротовых нор

Французский физик Паскаль Койран предложил свою теорию того, как можно поддерживать стабильность червоточин. Сейчас его статья доступна в базе препринтов arXiv, а в будущем она будет опубликована в журнале Journal of Modern Physics D.

Чтобы ее объяснить, астрофизик Пол Саттер в своей статье для Live Science проводит аналогию с адресами и маршрутами.

Общая теория относительности подобна машине — возьмите массу и расположение некоторых частиц, а машина покажет, как эти частицы будут вести себя под действием тяжести. Все основано на движении — объекты «стартуют» из точки А и перемещаются в точку Б.

И если точки А и Б неизменны, у физиков есть сразу несколько вариантов маршрута, которые в научном мире называют метриками, которые представляют из себя разные варианты решения уравнений Эйнштейна

Слушайте подкаст на эту тему

«Думайте о метриках как о различных способах описания того, как добраться до дома. Это могут быть маршруты улиц, широта и долгота по спутниковым данным или ориентиры, нарисованные на салфетке. Независимо от того, что вы выберете, вы окажетесь в нужном месте. Также физики могут использовать разные метрики для описания одной и той же ситуации», — объясняет Саттер.

Обычно черные дыры и червоточины описывают метрикой Шварцшильда. Однако это решение и приводит к проблеме разрушения кротовой норы из-за нестабильности горизонта событий — границы черной дыры, после которой материя не может выбраться из черной дыры. В таких условиях материя не может пройти сквозь червоточину — она остается заточенной внутри нее, разрушая ее.

Поэтому Койран использовал координаты Эддингтона — Финкельштейна, которые позволяют проследить за судьбой частиц, попадающих в кротовую нору. Физик обнаружил, что частица может пересечь горизонт событий, войти в туннель кротовой норы и выйти из нее.

Это до сих пор не означает наличие червоточин во Вселенной, однако это приоткрывает возможность для их гипотетического устойчивого существования. Расчеты физика показали, что на самом деле общая теория относительности не отрицает гипотетическую ситуацию, в которой кротовая нора действительно может соединять две разных точки в пространстве-времени.