Червоточины — не то, чем кажутся. Физики предлагают революционный взгляд на время и Вселенную
Червоточина (Фото: depositphotos.com)
Мы привыкли воспринимать кротовые норы сквозь призму научной фантастики. Для нас это удобные туннели, некое космическое метро, позволяющее мгновенно прыгать между галактиками или даже эпохами.
Но что, если мы ошибались с самого начала? Свежее исследование намекает: одна из самых популярных концепций физики вообще не о путешествиях.
Похоже, речь идет о чем-то более глубоком — о скрытом зеркале времени. Ученые решили пересмотреть идею, которую Альберт Эйнштейн выдвинул почти 90 лет назад. Их цель амбициозна: наконец «помирить» гравитацию с квантовой механикой и, возможно, переписать историю Большого взрыва, пишет Іnteresting Еngineering.
Объединение теории гравитации Эйнштейна с квантовой физикой остается «святым Граалем» науки. По отдельности эти теории работают безупречно. Но стоит столкнуть их лбами в экстремальных условиях — например, в сердце черной дыры или в момент рождения Вселенной — как уравнения ломаются.
Авторы новой работы предполагают, что ключ к разгадке все это время лежал на поверхности. Он скрывался в концепции моста Эйнштейна-Розена, которую десятилетиями понимали несколько упрощенно.
Перенесемся в 1935 год. Эйнштейн и Розен, работая над своим открытием, вовсе не думали о межзвездных магистралях. Они решали чисто математическую задачу: как корректно описать частицы и гравитацию в одной системе.
Их «мост» был абстрактной конструкцией, сшивающей две идеально симметричные копии пространства-времени. Это делалось для математической гармонии, а не для того, чтобы сквозь этот проход кто-то летал. Позже физики окрестили это «червоточиной», и поп-культура подхватила красивый образ. Но суровая реальность теории относительности говорит другое: такой тоннель крайне нестабилен и схлопнется быстрее, чем свет успеет его проткнуть.
Новое исследование отвергает голливудские штампы. Ученые применили современную квантовую теорию к старой задаче Эйнштейна-Розена.
«Наше понимание мостов не имеет ничего общего с классическими червоточинами. Это попытка решить оригинальную головоломку и дать единое описание квантовых полей в искривленном пространстве», — объясняют авторы.
В повседневной жизни мы привыкли, что время течет только вперед. Но фундаментальным законам физики безразлично направление — уравнения работают одинаково хорошо, даже если время запустить назад. Обычно эту симметрию игнорируют.
Исследователи же утверждают: на микроуровне, особенно возле черных дыр, однобокий взгляд на время ошибочен. Полная картина должна включать два потока: один движется вперед, а другой — зеркально назад.
В этой парадигме мост Эйнштейна-Розена — это не дыра в пространстве, а связующее звено между этими двумя стрелами времени. И это меняет все.
Возьмем, например, знаменитый парадокс черных дыр. В 70-х Стивен Хокинг доказал, что черные дыры испаряются, якобы уничтожая информацию обо всем, что в них попало. Это нарушало законы квантовой механики. Новая же теория предлагает элегантный выход: информация не исчезает. Она просто переходит в зеркальный, обратный поток времени. Для нас она потеряна, но для Вселенной — сохранена. И никакой магии или нарушения законов физики.
Если эта гипотеза верна, последствия будут грандиозными. Та самая зеркальная структура может касаться всего нашего мира. Большой взрыв в таком случае — не точка отсчета, а «отскок». Момент перехода от сжимающейся вселенной к расширяющейся.
Можно пойти еще дальше: возможно, наша Вселенная — это внутренняя сторона гигантской черной дыры, которая образовалась в предыдущем космосе. Коллапс не завершился катастрофой, потому что квантовые эффекты заставили пространство «отпружинить».
Кстати, это могло бы объяснить загадку темной материи. Следы той, предыдущей вселенной — например, реликтовые микроскопические черные дыры — могли пережить этот переход и сейчас наполняют наш космос.
Конечно, пока это всего лишь красивая теория. Она не подарит нам машину времени или варп-двигатель. Но физики уже работают над тем, чтобы найти способ проверить эти идеи на практике, вглядываясь в глубины космоса.