Реальна фантастика. Вчені визначили, як знайти найближчу до Землі кротову нору
Вчені з США визначили, де може бути кротова нора. Досі ці об'єкти бачили лише у фільмах.
Коротко:
— що таке кротова нора або червоточина
— що про кротячі нори думають вчені
— де містяться червоточини
Кротова нора або червоточина — гіпотетична структура у Всесвіті, яка дає можливість пройти крізь простір-час і опинитися в іншій галактиці за лічені миті. Кротові нори існують завдяки чорним дірам та їх гравітаційному впливу. Днями вчені з США заявили, що знають, де потрібно шукати найближчу до нас червоточину.
Л юдина почала відправляти свої апарати в космос тільки в середині минулого століття. За 70 років космічних досліджень ми встигли кілька разів побувати на Місяці, створити Міжнародну станцію на орбіті Землі і запустити численні місії для вивчення інших планет і віддалених об'єктів.
Одними з награндіозніших місій є Voyager-1 і Voyager-2, які NASA ініціювало в кінці 1970-х. Понад 40 років тому два космічні апарати вирушили в найтривалішу подорож в історії з метою дослідити глибокий космос і поділитися даними про Землю з кимось або чимось, що знайшли ці апарати.
За цей час Voyager-1 і Voyager-2 просунулися далі, ніж будь-які зі створених людиною космічних кораблів: зараз вони перебувають за межами Сонячної системи, а відстань до Voyager-1 від нас становить приблизно 147,5 астрономічних одиниць (а.о.) або приблизно 22 млрд км. Для порівняння, щоб подолати таку дистанцію на машині, постійно пересуваючись зі швидкістю 100 км/год, нам знадобиться більше 25 тис. років. Ну а космічний корабель, який летітиме з середньою швидкістю 8 км/с, досягне нинішнього розташування Voyager-1 через 87 років.
Але навіть така відстань — це мізер у космічних масштабах. Найближча зоряна система — Альфа Центавра — розташована на відстані чотирьох світлових роках від Землі. Voyager-1 вичерпав свій ресурс, пролетівши лише 0,002 світлових року, і щоб потрапити на сусідню зірку, йому довелося б летіти ще 90 тис. років. Саме тому ентузіасти-інженери з усього світу планують сконструювати такий двигун, який міг би наблизитися до швидкості світла і дасть можливість нам подорожувати до сусідніх зірок за лічені роки.
Найпростішим вирішенням цієї проблеми може стати теоретично можлива кротова нора або червоточина — своєрідний тунель у просторі-часі, який можна використовувати для миттєвого переміщення на величезні відстані. Днями фізики з Університету Буффало заявили, що вони винайшли нову техніку виявлення кротячих нір.
Що зробили американські вчені?
Г рупа дослідників під керівництвом професора фізики Деяна Стойковича провела розрахунки, за допомогою яких можна дізнатися, де розміщується кротова нора, — «шлях, який може з'єднати одну область простору-часу з іншим місцем у Всесвіті чи іншим Всесвітом загалом».
Вчені припустили, що найближча точка входу в імовірну червоточину може розміщуватися біля надмасивної чорної діри Стрілець А*, яка, своєю чергою, розташована в центрі галактики Чумацький шлях. Фізики вибрали саме це місце, оскільки для створення кротової нори потрібні «екстремальні гравітаційні умови», які якраз забезпечує ця чорна діра.
У дослідженні зазначено, що якщо червоточина дійсно існує неподалік Стрільця А*, прилеглі зірки будуть залежати від гравітації зірок на іншому її кінці. Таким чином, у теорії, підтвердити або спростувати наявність просторово-часового тунелю в центрі нашої галактики можна за допомогою аналізу гравітаційних аномалій і відхилень на орбітах зірок навколо чорної діри.
Фізики вважають, що властивості реальної кротової нори можуть сильно відрізняться від того, як ці об'єкти описують у науково-фантастичних книгах і фільмах. «Навіть якщо крізь кротову нору можна пройти, людям навряд чи вдасться це зробити на їхніх космічних кораблях. Насправді вам знадобиться джерело негативної енергії, щоб зберегти кротову нору відкритою, і поки ми не знаємо, як це зробити. Щоб створити величезну стабільну червоточину, потрібно трохи магії», — каже Стойкович.
Де розміщується кротова нора?
Дослідники вважають, що вхід у необхідну для міжгалактичних подорожей червоточину розташований біля зірки S2, яка обертається навколо Стрільця А*. Проблема в тому, що нинішні інструменти не дають можливості точно виміряти гравітаційний стан цієї зірки і зафіксувати можливі аномалії.
Водночас Деян Стойкович каже, що навіть якщо у людей з’являться необхідні інструменти — вони все одно не зможуть чітко довести, що червоточина дійсно існує. «Коли ми досягнемо точності, необхідної для наших спостережень, ми зможемо сказати, що червоточина є найвірогіднішим поясненням пертурбацій на орбіті S2. Можуть бути і якісь інше пояснення, щось ще на нашому боці, що заважає руху цієї зірки», — пояснює автор дослідження.
Підсумком цієї роботи стало, швидше, створення однієї з технік, яка потенційно дасть нам можливість зафіксувати червоточину, а не її реальне виявлення. Водночас, учені підтверджують, що кротові нори — це лише теоретичний концепт, і нікому поки не доводилося зустрічати щось подібне. Ах так, ще одна маленька деталь: відстань до чорної діри Стрілець А* становить понад 25 тис. років. Тож не виключено, що для входження в кротову нору там у центрі Чумацького шляху нам знадобиться ще одна червоточина, щоб дістатися туди.
Хто придумав кротові нори?
В енциклопедії Британіка йдеться: «Кротова нора — це рішення рівнянь поля в загальній теорії відносності Альберта Ейнштейна, яке схоже на тунель між двома чорними дірами або іншими точками в просторі-часі. Такий тунель забезпечив би найкоротший шлях між його кінцевими точками».
Щоб уявити наочно, як працює червоточина, можна провести пряму лінію на аркуші паперу, зігнути його навпіл і проткнути його наскрізь у точках, де починається і закінчується лінія. Таким чином, цей «пролом» у просторі-часі дозволяє схитрувати і буквально пройти наскрізь з однієї точки Всесвіту в іншу.
Найімовірніші входи в червоточину — це чорні діри. Об'єкти, які потрапляють за горизонт подій чорної діри, нібито розганяються до швидкостей, вище швидкості світла, і виявляються на іншому кінці кротової нори. Одним з перших цей концепт візуалізував режисер Стенлі Кубрик у своїй Космічній Одіссеї в кінці 1960-х, а кілька років тому ідею повторили в Інтерстелларі Крістофера Нолана.
Правда, якщо в цих фільмах астронавтів лише трохи потрясло, коли вони пробиралися крізь червоточину, — в реальності, найімовірніше, всі об'єкти, які туди потраплять, будуть знищені та перетворяться на космічний пил через нестабільність кротячих нір, не кажучи вже про надзвичайний гравітаційний вплив і найвищі температури під час незворотного прискорення.
Як пролетіти крізь червоточину?
Допомогти стабілізувати кротову нору може екзотична матерія — та сама передбачувана речовина з негативною щільністю енергії, про яку казав професор Стойкович. Керуючи такою матерією, знову-таки — в теорії, ми можемо знизити руйнівну шкоду від перевантажень і прискорення.
Кілька тижнів тому вчені з з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі запропонували використовувати як екзотичну матерію так звані космічні струни. Цей гіпотетичний об'єкт має діаметр найменшої частинки (приблизно діаметр протона), але може розтягуватися на величезні космічні відстані в десятки парсеків (один парсек = 3,26 світлових років або 30,8 трлн км).
Ці струни дуже щільні і навіть кілька їхніх міліметрів можуть важити мільйони тонн. Фізики з Каліфорнії вважають, що вони дають можливість стабілізувати червоточину і будуть гасити всі вібрації, діючи як негативна маса.
Звісно, на практиці існування космічних струн, як і кротячих нір, не доведене. Але, раз ми вже говоримо про можливий гіперпросторовий стрибок для дослідження інших галактик — чому б не скористатися і тим, і іншим?
Хоча, і тут може бути не все так просто.
На початку 2019-го кілька вчених з Гарвардського і Стенфордського університетів провели теоретичний експеримент, в якому виключили існування екзотичної матерії, і пропустили через вигадану кротову нору найдрібніші частинки світла — фотони. За результатами їхніх розрахунків, червоточини можуть не скорочувати відстані між двома точками в просторі-часі, а, навпаки, заплутувати його.
Фізики зробили висновок, що фактична відстань між двома чорними дірами в космічному просторі є меншою, ніж відстань між ними у кротовій норі. Незважаючи на те, що цей концепт перекреслює потенційні можливості для міжгалактичних подорожей за допомогою кротячих нір, їхні розрахунки дозволяють дізнатися більше про природу чорних дір і взаємодію гравітації з квантовою механікою.
Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.
