Таємниця кротової нори. Фізики довели, що подорожі в часі дійсно можливі

Ну навіть якщо ми поки що далекі від реальних подорожей у часі, роботи в галузі кротячих нір обіцяють прокинути той самий жаданий місток між загальною теорією відносності та квантовою фізикою.

Кільцева червоточина та подорожі у часі

Валерій Фролов і Андрій Зельников з Університету Альберти в Канаді та Павел Кртоуш із Празького університету в Чехії взяли одну з гіпотез про потенційну будову червоточин і прогнали її через масштабну комп’ютерну модель.

Результати їхнього дослідження були опубліковані на сервері препринтів arXiv і прийняті до публікації в авторитетному виданні Physical Review D.

Науковці працювали з гіпотезою про кільцеву червоточину, яка була запропонована кілька років тому фізиками-теоретиками Гері Гіббонсом і Михайлом Волковим.

Для того, щоб краще уявити собі, що це, згадаймо, що червоточини — це, по суті, не більше ніж форми.

У повсякденному житті ми звикли мати справу з одновимірними лініями, двовимірними малюнками і тривимірними об'єктами. Деякі з них ми можемо інтуїтивно складати, ліпити, проробляти в них отвори.

Фізика дає нам змогу досліджувати ці зміни в ситуаціях, які ми не можемо дослідити інтуїтивно. На найменших рівнях квантові ефекти дають можливість змінювати відстані та час.

На набагато більших масштабах простір-час може стискатися і розширюватися залежно від гравітації так, що це неможливо оцінити без цілої низки рівнянь.

Наприклад, якщо помістити в одне місце досить велику масу, то простір-час зігнеться таким чином, що в нього з’являться дві зовнішні поверхні.

Що буде їх з'єднувати? Звичайно ж, червоточина.

Матерія не зможе переміщатися через цю математичну структуру, хоча, як можна припустити, об'єкти по обидва боки, що виявилися заплутаними, залишаться пов’язаними.

Протягом десятиліть ведуться пошуки сценаріїв — як можливих, так і суто теоретичних, — які дозволили б квантовим ефектам і навіть цілим частинкам подорожувати через екзотичні форми простору-часу неушкодженими.

На відміну від сферичних викривлень простору-часу, які ми можемо приписати чорним дірам, кільцева червоточина, запропонована Гіббонсом і Волковим, з'єднує ділянки Всесвіту, які ми називаємо плоскими.

Гіпотетично, це можуть бути і різні Всесвіти, але в цьому випадку це не так уже й важливо.

З огляду на взаємодію електричних і магнітних полів, звану обертанням дуальності, і застосовуючи деякі перетворення, кільцеподібні маси можуть створювати цікаві спотворення в тому, що в іншому разі було б плоским простором-часом.

Фролов, Кртоуш і Зельников узяли таку червоточину і прогнали її через різні сценарії.

Їх, наприклад, цікавило питання про те, який саме ефект чинить на червоточину інша маса, що не обертається, яка знаходиться по сусідству.

І якщо на певний час відкинути гіпотезу про паралельні всесвіти, і припустити, що вхід і вихід із червоточини розташовані в одному і тому ж Всесвіті, то на якій відстані один від одного?

Комп’ютерні симуляції дали змогу дійти цікавих висновків про те, що кільцева червоточина породжує замкнуту криву часу. Об'єкт або промінь світла, що рухається цією кривою, повернеться в ту саму точку, з якої починав свій шлях.

Причому, це буде не тільки та сама точка в просторі, а й та сама точка в часі.

Інформація вже вміє переміщатися в часі

Як раніше писав NV Техно, група каліфорнійських фізиків змогла змоделювати мініатюрну кротову нору на квантовому комп’ютері.

Учені виявили, що квантові системи можуть миттєво передавати інформацію через кротові нори або червоточини — гіпотетичні короткі шляхи в просторі-часі.

Для цього вони помістили кубіт закодованої інформації в спеціальну квантову систему, а потім спостерігали, як вона проходить через другу систему.

Фактично, вчені симулювали вхід і вихід у червоточину — адже дві системи не були пов’язані між собою фізично, але зуміли передати інформацію завдяки квантовій заплутаності.

Симуляція червоточини давала змогу передавати інформацію з однієї системи в іншу.

Для цього вчені застосовували комп’ютеризований еквівалент негативної енергії — гіпотетичний вид енергії з негативною масою.

Згідно з сучасними уявленнями про кротові нори, саме такою має бути енергія, здатна проходити через них.

Тепер команда планує побудувати складніші квантові системи, щоб перевірити, як ця передача квантової інформації може змінитися в складнішій експериментальній установці.