Чёрные дыры и кротовые норы давно стали привычным атрибутом многих фантастических фильмов и сериалов, в которых космические путешественники используют их для мгновенных перемещений по Вселенной. Что такое чёрные дыры и кротовые норы, насколько правдоподобны путешествия сквозь время и пространство? Какую невероятную правду показывают в фантастических фильмах?
Что такое чёрная дыра?
Чёрной дырой физики называют область пространства-времени со столь сильной гравитацией, что никакая материя, энергия или информация (включая свет) не может покинуть данную область, однажды в неё попав. Чёрная дыра ограничена в пространстве горизонтом событий: границей чёрной дыры, за пределы которой не может вырваться никакой объект или излучение. Таким образом, наблюдатели, находящиеся вне чёрной дыры, не могут получить никакой информации о том, что делается внутри неё.
Согласно общей теории относительности, геометрия чёрных дыр описывается уравнениями Эйнштейна, связывающими между собой метрику искривленного пространства-времени со свойствами заполняющей его материи, а гравитация — это проявление кривизны пространства-времени.
Увидеть чёрную дыру нельзя, так как внешний наблюдатель не может получать какую-либо информацию напрямую с горизонта событий. Поэтому чёрная дыра может проявлять себя лишь косвенно — по искривлению проходящих рядом лучей света, по электромагнитному излучению от падающей в неё окружающей материи, и т.д.
Учёным до сих пор непонятно, что представляют собой внутренние области чёрных дыр, скрытые под горизонтом событий. Согласно большинству моделей чёрных дыр в общей теории относительности, в них должны быть «сингулярности» — точки, линии или поверхности с бесконечно большими значениями кривизны пространства-времени, а также плотности и давления вещества. Однако многие исследователи считают, что в реальности этого быть не может.
Тоннели в другие измерения
«Кротовые норы» (английский эквивалент названия – wormholes, или червоточины) – самые интригующие объекты Вселенной, о существовании которых спорят ученые. Это конфигурации пространства-времени в виде своеобразных тоннелей между удаленными областями нашей Вселенной или даже между разными вселенными.
«Кротовые норы родственны чёрным дырам, поскольку представляют собой локализованные объекты с достаточно сильной гравитацией и кривизной пространства. Но, в отличие от чёрных дыр, они не имеют «ловушки» — горизонта событий, потому теоретически допускают не только «вход», но и «выход». То есть, их можно пройти насквозь и вернуться», — рассказал профессор Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) Сергей Рубин.
Несмотря на то, что кротовые норы не противоречат общей теории относительности и предсказываются некоторыми космологическим теориями, реальные кандидаты на роль таких объектов до сих пор неизвестны. Кроме того, кротовые норы подразумевают весьма нетипичную геометрию пространства-времени, для поддержания которой требуется материя с экзотическими свойствами (например, с отрицательной плотностью энергии).
«Открытие кротовых нор в природе или их создание в лаборатории означало бы настоящий переворот в физике пространства-времени», - подчеркнул учёный.
Как пролезть в кротовую нору?
Сегодня физики думают о возможности образования кротовых нор, которые не распадаются быстро, а также о том, как сделать их достаточно большими для того, чтобы там поместились и не разрушились хотя бы молекулы.
«Гипотетически возможно отправить геном человека через кротовую нору. Согласно расчётам, существуют и воронки в дополнительные измерения, но они пока совсем маленькие, 10 в минус 31 степени сантиметров», — рассказал Сергей Рубин.
По мнению учёного, через кротовую нору гипотетически возможно в будущем переслать человечество из умирающей Вселенной в другую, только начинающую жить. Для этого необязательно посылать туда человека физически — можно отправить туда информацию, на основе которой в новой Вселенной наша цивилизация восстановится самостоятельно.
Полная версия: РИА Новости