Наука и Техника

Наука И Техника
30 июня 2016

Червоточины — это гипотетическое свойство Вселенной: считается, что с их помощью можно легко попасть в самые далёкие галактики. Они могут существовать благодаря феномену квантовой запутанности — в теории частицы могут быть тесно связаны между собой независимо от разделяющего их расстояния.

Учёные давно работают над теорией, которая могла бы объяснить все свойства космического пространства, от частиц до галактик. В настоящее время исследователи имеют две теории — квантовую механику и общую теорию относительности. Обе теории описывают законы вселенной независимо друг от друга: квантовая теория описывает поведение мельчайших объектов, а теория относительности — крупных объектов. В настоящее время существует также несколько различных теорий, пытающихся объединить все свойства пространства.

Теория относительности, разработанная Альбертом Эйнштейном, включает в себя червоточины, официально известные как мосты Эйнштейна-Розена. Эти деформации пространства-времени могут быть туннелями, соединяющими любые чёрные дыры во Вселенной.

Интересно, что в квантовой механике тоже описан подобный феномен — та самая квантовая запутанность, о которой мы уже упоминали. Многочисленные эксперименты доказали, что квантовая запутанность действительно существует, а следовательно, может лечь в основу передовых технологий в будущем вроде мощнейших квантовых компьютеров или сверхзащищённого квантового шифрования.

Физики-теоретики Хуан Мартин Малдасена из Института перспективных исследований в Принстоне и Леонард Сасскинд из Стэнфордского университета независимо друг от друга утверждают, что червоточины связаны с запутанностью. В частности, они предположили, что у каждой чёрной дыры есть пара, и обе дыры связаны друг с другом именно благодаря запутанности.

Запутанные чёрные дыры могут возникнуть несколькими способами. Например, обе дыры могут образоваться одновременно и автоматически стать запутанными. Кроме того, частицы, захватываемые одной чёрной дырой, могут «рухнуть» в другую дыру, что автоматически сделает их запутанными. Малдасена и Сасскинд утверждают, что запутанность, возможно, всегда связана с червоточинами: например, мельчайшие частицы, фотоны и электроны, могут быть связаны именно путём микроскопических червоточин.

На первый взгляд такое утверждение может показаться абсурдным. Например, запутанность работает даже тогда, когда сила тяжести не действует. Но учёные исследовали, как запутанные пары частиц ведут себя при теории суперсимметрии, предполагающей, что все известные элементарные частицы имеют «суперпартнёра».

Считается также, что с помощью подобной квантово-механической теории можно объяснить поведение объектов в четырёх изменениях (четвёртое — время). Если же теория червоточин верна, то в дело вступает дополнительное пятое измерение — таким образом, червоточины и запутанность могут быть по сути одним и тем же явлением.