Могут ли черные дыры стать тоннелями в параллельные реальности?

Гравитация черной дыры разрывает звезды на части, а ее горизонт событий называют точкой невозврата. Но что, если этот космический монстр — не конец, а начало, например, двери в иные вселенные?

Сверхмассивная чtрная дыра в центре галактики М 87. Это первое в истории человечества качественное изображение тени чtрной дыры, полученное напрямую в радиодиапазоне (Event Horizon Telescope) / © Wikimedia

Черные дыры возникли в уравнениях задолго до их реального открытия. В 1916 году физик Карл Шварцшильд, решая формулы Эйнштейна, обнаружил, что если сжать массу до критического радиуса, пространство-время вокруг нее замкнется. Так появилось понятие «горизонт событий» — граница, за которую не вырывается даже свет.

Долгое время черные дыры оставались математическим курьезом. В 1960-х теоретики доказали, что такие объекты могут формироваться при коллапсе массивных звезд. Первую реальную черную дыру нашли в 1971 году в системе Лебедь X-1. С тех пор астрономы открыли сотни подобных объектов в центрах галактик — от звездных масс до сверхмассивных гигантов.

Но главные загадки связаны с тем, что скрывается за горизонтом. Общая теория относительности предсказывает сингулярность — точку с бесконечной плотностью. Однако физики сомневаются: законы природы не терпят бесконечностей. Это значит — теория Эйнштейна неполна. Поиск ответов привел к смелым гипотезам.

Пространственно-временные мосты

В 1935 году Эйнштейн и Розен нашли необычное решение уравнений гравитации — «мост», соединяющий две области пространства-времени. Позже Джон Уилер назвал такие структуры «кротовыми норами». Теория допускает: если войти в одну «пасть» тоннеля, можно мгновенно выйти в другой точке Вселенной — или даже в иной реальности.

Первое моделирование аккреционного диска горячей плазмы, вращающегося вокруг чёрной дыры, 1979 год / © Wikimedia

Проблема в стабильности. Кротовые норы схлопываются быстрее, чем путешественник успеет их преодолеть. Для удержания «прохода» открытым нужна экзотическая материя с отрицательной энергией. Пока ее существование не доказано, но квантовая теория поля не запрещает подобные состояния.

Чёрные дыры как входы

В 2019 году астрофизики из Университета Нью-Йорка предположили: некоторые черные дыры могут быть входами в кротовые норы. Расчеты показали — если объект вращается, его внутренняя структура меняется. Вместо сингулярности образуется «кольцо», через которое теоретически можно пройти.

Но как выжить? Приливные силы у горизонта сверхмассивных черных дыр слабее. Расчеты показали, например, у объекта в центре Млечного Пути — Стрельца А* — они станут смертельными только в радиусе 16 миллионов километров. Для сравнения: диаметр горизонта событий здесь составляет 24 миллиона километров.

Квантовая пена и мультивселенная

Стивен Хокинг считал, что на микроуровне пространство кипит виртуальными черными дырами и кротовыми норами. Эта «пена» может соединять разные вселенные. В 2020 году физики из Принстона смоделировали подобные переходы. Результаты удивили: информация, попадающая в черную дыру, не исчезает, а переизлучается в виде хаотичных частиц. Возможно, она «утекает» в другую реальность.

Черная дыра NGC 300 X-1 в представлении художника / © ESO

Теория струн предлагает радикальный вариант. Согласно ей, наша Вселенная — трехмерная «брана» в многомерном пространстве. Черные дыры могут пробивать дыры в соседние браны. В 2022 году эксперименты на Большом адронном коллайдере зафиксировали аномалии, которые интерпретируют как утечку гравитонов в дополнительные измерения.

Парадоксы и ограничения

Даже если переход возможен, вернуться не получится. Кротовая нора требует разрывов в пространстве-времени, которые нарушают причинность. Путешествие в прошлое порождает парадоксы — например, знаменитый «эффект бабочки».

Еще одна преграда — энергия. Для создания стабильной кротовой норы диаметром один метр потребуется энергия, сравнимая с излучением миллиарда солнц за год. Пока человечество не способно аккумулировать такие ресурсы.

Post Scriptum

Черные дыры остаются самыми загадочными объектами космоса. Они бросают вызов физикам, заставляя пересматривать законы пространства и времени. Возможность межвселенских путешествий все еще выглядит фантастикой. Но история науки показывает, что сегодняшние парадоксы становятся завтрашними открытиями. Остается ждать новых данных от телескопов и ускорителей — или готовить корабли к прыжку сквозь горизонт.

-----

Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.

Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости