Тайна кротовой норы. Физики доказали, что путешествия во времени действительно возможны

Ну даже если мы пока далеки от реальных путешествий во времени, работы в области кротовых нор обещают проборосить тот самый вожделенный мостик между общей теорией относительности и квантовой физикой.

Кольцевая червоточина и путешествия во времени

Валерий Фролов и Андрей Зельников из Университета Альберты в Канаде и Павел Кртоуш из Пражского университета в Чехии взяли одну из гипотез о потенциальном устройстве червоточин и прогнали ее через масштабную компьютерную модель.

Результаты их исследования были опубликованы на сервере препринтов arXiv и приняты к публикации в авторитетном издании Physical Review D.

Ученые работали с гипотезой о кольцевой червоточине, которая была предложена несколько лет назад физиками-теоретиками Гэри Гиббонсом и Михаилом Волковым.

Для того, чтобы лучше представить себе, что это, давайте вспомним, что червоточины — это, по сути, не более чем формы.

В повседневной жизни мы привыкли иметь дело с одномерными линиями, двухмерными рисунками и трехмерными объектами. Некоторые из них мы можем интуитивно складывать, лепить, проделывать в них отверстия.

Физика позволяет нам исследовать эти изменения в ситуациях, которые мы не можем исследовать интуитивно. На самых малых уровнях квантовые эффекты дают возможность изменять расстояния и время.

На гораздо больших масштабах пространство-время может сжиматься и расширяться в зависимости от гравитации так, что это невозможно оценить без целого ряда уравнений.

Например, если поместить в одно место достаточно большую массу, то пространство-время изогнется таким образом, что у него появятся две внешние поверхности.

Что будет их соединять? Конечно же, червоточина.

Материя не сможет перемещаться через эту математическую структуру, хотя, как можно предположить, объекты по обе стороны, оказавшиеся запутанными, останутся связанными.

На протяжении десятилетий ведутся поиски сценариев — как возможных, так и чисто теоретических, — которые позволили бы квантовым эффектам и даже целым частицам путешествовать через экзотические формы пространства-времени невредимыми.

В отличие от сферических искривлений пространства-времени, которые мы можем приписать черным дырам, кольцевая червоточина, предложенная Гиббонсом и Волковым, соединяет участки Вселенной, которые мы называем плоскими.

Гипотетически, это могут быть и разные Вселенные, но в данном случае это не так уж важно.

Учитывая взаимодействие электрических и магнитных полей, называемое вращением дуальности, и применяя некоторые преобразования, кольцеобразные массы могут создавать интересные искажения в том, что в противном случае было бы плоским пространством-временем.

Фролов, Кртоуш и Зельников взяли такую червоточину и прогнали ее через различные сценарии.

Их, к примеру, интересовал вопрос о том, какой именно эффект оказывает на червоточину другая, не вращающаяся масса, находящаяся по соседству.

И если на время отбросить гипотезу о параллельных вселенных, и предположить, что вход и выход из червоточины расположены в одной и той же Вселенной, то на каком расстоянии друг от друга?

Компьютерные симуляции позволили прийти к интересным выводам о том, что кольцевая червоточина порождает замкнутую кривую времени. Объект или луч света, движущийся по этой кривой, вернется в ту же точку, из которой начинал свой путь.

Причем, это будет не только та же точка в пространстве, но и та же точка во времени.

Информация уже умеет перемещаться во времени

Как ранее писал NV Техно, группа калифорнийских физиков смогла смоделировать миниатюрную кротовую нору на квантовом компьютере.

Ученые обнаружили, что квантовые системы могут мгновенно передавать информацию через кротовые норы или червоточины — гипотетические короткие пути в пространстве-времени.

Для этого они поместили кубит закодированной информации в специальную квантовую систему, а затем наблюдали, как она проходит через вторую систему.

Фактически, ученые симулировали вход и выход в червоточину — ведь две системы не были связаны между собой физически, но сумели передать информацию благодаря квантовой запутанности.

Симуляция червоточины позволяла передавать информацию из одной системы в другую.

Для этого ученые применяли компьютеризированный эквивалент отрицательной энергии — гипотетический вид энергии с отрицательной массой.

Согласно современным представлениям о кротовых норах, именно такой должна быть энергия, способная проходить через них.

Теперь команда планирует построить более сложные квантовые системы, чтобы проверить, как эта передача квантовой информации может измениться в более сложной экспериментальной установке.