Среди всех фантастических идей, которыми щедро усыпана современная наука, червоточины — пожалуй, самые загадочные. Их часто представляют как космические тоннели, мгновенно соединяющие отдалённые уголки Вселенной. Но являются ли они плодом чистого воображения, или в основе этой концепции действительно лежит реальная физика?
Что такое червоточина?
Червоточина (или, по-научному, "мост Эйнштейна-Розена") — это гипотетическая структура в пространственно-временном континууме, представляющая собой короткий путь между двумя точками в пространстве. Если представить себе ткань пространства-времени как лист бумаги, то червоточина — это отверстие, проколотое насквозь, чтобы соединить две удалённые точки. Теоретически, путешествие через неё позволило бы преодолевать космические расстояния быстрее, чем свет.
Кто придумал червоточины?
Концепция червоточин появилась в 1935 году, когда Альберт Эйнштейн и Натан Розен попытались соединить две чёрные дыры с помощью математической модели, получив мост Эйнштейна-Розена. Их работа была чисто теоретической и не предполагала практической проходимости такого моста — скорее, это был интересный побочный эффект уравнений общей теории относительности.
Позднее, в 1980-х, физики Кип Торн и Майкл Моррис рассмотрели возможность "проходимых" червоточин, через которые могли бы путешествовать люди. Но для этого, согласно расчётам, необходима экзотическая материя — вещество с отрицательной энергией, которая способна удерживать червоточину открытой и препятствовать её мгновенному коллапсу.
Экзотическая материя — есть ли она?
Вот тут начинаются сложности. Экзотическая материя — не просто редкое или необычное вещество, а нечто принципиально другое: с отрицательной плотностью энергии. Такие свойства в обычной материи не наблюдаются. Некоторые эффекты квантовой физики, такие как эффект Казимира, намекают на возможность существования отрицательной энергии в микроскопических масштабах. Но масштабировать это до межзвёздных размеров — пока недостижимо.
Червоточины и квантовая физика
Современные теории, такие как теория струн и петлевая квантовая гравитация, не отбрасывают возможность существования червоточин. Более того, в 2013 году была предложена гипотеза ER=EPR, согласно которой червоточины (ER) могут быть связаны с квантовой запутанностью (EPR). Это дало пищу для размышлений: возможно, червоточины и квантовая нелокальность — разные стороны одного и того же явления.
А что с наблюдениями?
На сегодняшний день ни одна червоточина не была обнаружена. Однако некоторые астрономы не теряют надежды: необычные сигналы, гравитационные аномалии или даже странное поведение света вблизи массивных объектов могут стать намёками на их существование. В 2020-х годах группа учёных предложила искать червоточины возле сверхмассивных чёрных дыр — именно там искривление пространства может быть наиболее экстремальным.
Вместо вывода
Червоточины — на грани между физикой и фантастикой. Теория допускает их существование, но требует столь необычных условий, что пока это больше похоже на интеллектуальную игру, чем на инженерный проект. Тем не менее, как и многие "невозможные" идеи прошлого, червоточины остаются живой частью научных обсуждений. А значит, кто знает — может быть, однажды через них и правда проложат маршрут к звёздам?