По правде говоря, первая модель червоточины была описана Льюисом Кэрроллом. В его книге «Алиса в Зазеркалье» зеркало служило порталом из Оксфорда в Страну чудес. Интересно, что под этим псевдонимом писал математик Чарльз Доджсон. Он имел представление о многосвязанных пространствах. Но это всё были сказки, а по-настоящему в научный мир червоточины вошли спустя несколько десятилетий вместе с формулировкой общей теории относительности (ОТО).
ОТО была сформулирована Эйнштейном в 1915-1916 году. Вскоре после этого Л. Фламм допустил существование тоннелей, соединяющих удалённые уголки Вселенной либо две параллельные Вселенной. Такие туннели сегодня называются червоточинами или кротовыми норами.
Первая модель червоточины
Забавно, но Эйнштейн, сам того не желая, построил одну из первых математических моделей червоточин. Не один, конечно, а в сотрудничестве со своим студентом – Натаном Розеном.
Да, Энштейна и Розена не интересовали путешествия сквозь туннели, соединяющие разные части Вселенной. Эйнштейну просто не нравилась идея о том, что гравитация элементарной частицы стремится к бесконечности при приближении к ней. Он считал эту сингулярность бессмысленной и предложил считать частицы не точками, а дырками. Ну или мостами. Модель частицы, как моста, прекрасно объединила бы гравитацию и электромагнетизм.
Элементарная частица в роли чёрной дыры
Эйнштейн и Розен представили частицу, как чёрную дыру. Это помогло бы использовать ОТО для объяснение квантового мира в теории поля. Для этого они совместили решение для стандартной чёрной дыры с другим частным уравнением для чёрных дыр. Если хотите серьёзно углубиться в эту тему, прочтите оригинальную статью Эйнштейна и Розена «Проблемы частиц в ОТО».
Мы же сейчас переведём с математического языка на обывательский. Стандартную чёрную дыру можно представить, как вазу с вытянутым горлышком (стандартное уравнение). Эйнштейн и Розен «отрезали» горлышко, и соединили эту стандартную вазу с другой вазой, как бы перевёрнутой верх дном (частное уравнение). По мнению Эйнштейна, получившаяся конфигурация была бы свободна от сингулярности и могла бы действовать как электрон.
Идея оказалась провальной. Но и интересно не само решение проблемы сингулярности частицы, а конфигурация, получившаяся в результате размышлений. Эта конфигурация – мост Эйнштейна-Розена
И наконец о путешествиях по мосту Эйнштейна-Розена
Мост Эйнштейна-Розена – это что-то вроде трубки, соединяющей две точки одного пространства или двух разных пространств (двух разных вселенных). Соединяет мост две точки одной и той же вселенной или двух разных не принципиально. Может быть и так, и так.
Мост Эйнштейна-Розена мог бы служить вратами между вселенными или разными участками одной вселенной. Казалось бы, тело, упавшее в чёрную дыру, служащую входом в мост, пролетит сквозь эту червоточину и вынырнет с обратной стороны – из белой дыры. На самом деле всё не так радужно.
Мост не предназначен для путешествий
Во-первых, мост открывается на доли секунды и закрывается так быстро, что ничто не может достичь обратной стороны. Кораблю, который решил бы сократить путь при помощи моста, пришлось бы лететь со скоростью, выше скорости света, а это невозможно.
Во-вторых, что бы ни упало в такую чёрную дыру, оно будет уничтожено сингулярностью – разлетится на элементарные частицы. «Счастливец», попавший в такой мост, успеет увидеть другую часть вселенной, но долететь до неё увы не сможет. Поэтому мост Эйнштейна-Розена считается непроходимой кротовой норой.
Законы физики не опровергают существование червоточин. Они вполне вероятны. На наше счастье более поздние вычисления показали, что путешествия сквозь червоточины всё же возможны. Но об этом в другой раз.