Думаю, все слышали о червоточинах — тоннелях в пространстве-времени, без которых не существовало бы большинства научно-фантастических фильмов.
При этом далеко не все знают, что червоточины, как и чёрные дыры, являются следствием уравнений общей теории относительности, хоть и остаются до сих пор чисто гипотетическими.
Проблемы с этими гипотезами заключаются в том, что, во-первых, необходимо огромное количество массы для создания достаточного эффекта искривления пространства, а, во-вторых, — для сохранения червоточины открытой, требуется экзотическая форма материи с отрицательной массой, что отправляет червоточины ещё дальше в область фантастики.
Более того, такая червоточина была бы нестабильной и непроходимой. Если бы, к примеру, космический корабль влетел в такую червоточину, она, согласно всё той же теории относительности, мгновенно превратилась бы в чёрную дыру — объект, в котором материя исчезает. Как итог, была бы потеряна связь между двумя точками пространства, которые соединяла эта червоточина.
«Теоретически пространство-время может быть искривлено без массивных объектов», — говорит руководитель нового исследования.
Исследователи выбрали сравнительно простой «полуклассический» подход. Они объединили элементы теории относительности с элементами квантовой теории и классической электродинамики. В своей модели они рассматривают различные элементарные частицы, такие как электроны и их электрический заряд, как вещество, которое должно пройти через червоточину. В качестве математического описания они выбрали уравнение Дирака — формулу, которая описывает функцию плотности вероятности частицы в соответствии с квантовой теорией и теорией относительности, что называется полем Дирака.
По словам физиков, именно включение поля Дирака в их модель позволяет существование червоточины, через которую проходит вещество, при условии, что отношение между электрическим зарядом и массой червоточины превышает определённый предел.
Что интересно, помимо материи, через червоточину в их модели могут проходить электромагнитные волны, то есть речь буквально о межзвёздной, а то и межгалактической (почему бы не помечтать) связи.
На данный момент исследователи описали только крошечные тоннели, которые и пригодны разве что для связи, а не для путешествий, но авторы работы уверены, что проходимые для межзвёздных кораблей червоточины также могут существовать. Осталось понять где, как и сможем ли мы создавать их искусственно.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
1. Исследование, о котором речь: «Проходимые червоточины в теории Эйнштейна-Дирака-Максвелла».
