Наука и Техника

Наука И Техника
23 июля 2016

Червоточины, «кротовые норы»: простейший способ обмануть расстояние

В научной фантастике червоточины часто используют для путешествий на большие расстояния в космосе. Возможны ли эти магические мосты в реальности? При всем моем энтузиазме, будущее человечества в космосе (и здесь под космосом я имею в виду не Солнечную систему и даже не галактику) выглядит туманным. Мы — мешки с мясом и водой, воды все же больше, а звезды очень и очень далеко. Вооружившись самой оптимистической технологией космического полета, которую только можно вообразить, достичь другой звезды за человеческую жизнь вряд ли удастся.

Реальность говорит нам, что даже самые близкие звезды находятся непостижимо далеко, и потребуется огромное количество энергии и времени, чтобы осуществить путешествие. Реальность говорит, что нам нужен корабль, который каким-то образом сможет продержаться сотни или тысячи лет, за которые будут рождаться поколения и поколения астронавтов, проживать свои жизни и умирать по дороге к другой звезде.

Научная фантастика, с другой стороны, дразнит нас соблазнительными методами продвинутого движения. Врубайте варп-двигатель и смотрите, как звезды проносятся мимо, а путешествие к Альфе Центавра похоже на прогулочный круиз.

Еще проще взять червоточину. Волшебный мост, соединяющий две точки в пространстве и времени друг с другом. Просто определите пункт назначения, подождите, пока звездные врата стабилизируются и двигайтесь. Двигайтесь к месту за полгалактики от вас.

Было бы неплохо. Кто-то точно должен изобрести эти червоточины, проложив — нет, прорубив — для нас дорожку в смелое новое будущее межгалактических путешествий. Откуда ж взялись эти червоточины и почему мы до сих пор ими не пользуемся?

Червоточина, известная также как мост Эйнштейна — Розена, представляет собой теоретический метод пронзания пространства и времени так, что можно соединить две точки в космосе вместе. И затем переместиться мгновенно из одной в другую.

Классический пример демонстрации червоточины был показан в фильме «Интерстеллар»: рисуете две точки на бумаге, а затем складываете бумагу и карандашом пронзаете обе точки. Хорошо, на бумаге все понятно, но что с физикой?

Эйнштейн показал, что гравитация не является силой, которая притягивает материю подобно магнетизму, а скорее искривляет пространство-время. Луна думает, что движется по прямой линии через пространство, но на самом деле следует искривленному пути, созданному гравитацией Земли.

Альберт Эйнштейн и физик Натан Розен решили, что можно запутать пространство-время так тесно, что две точки будут разделять одно и то же физическое местоположение. Если вам затем удастся стабилизировать все это, вы сможете осторожно разделить две области пространства-времени так, что они будут в одном месте, но на любом расстоянии друг от друга.

Нырните в гравитационный колодец по одну сторону червоточины и мгновенно окажетесь на другой стороне. За миллионы или миллиарды световых лет. И хотя червоточины теоретически совершенно возможно создать, на практике, из того, что мы знаем на текущий момент, это практически невозможно.

Первая крупная проблема заключается в том, что червоточины непроходимы в соответствии с общей теорией относительности. Вдумайтесь: физика, которая предсказывает эти вещи, не позволяет использовать их в качестве метода транспортировки. Это серьезный аргумент против них.

Второе, даже если червоточины возможно создать, они будут совершенно нестабильны и коллапсируют сразу после образования. Если вы попытаетесь пройти в один конец, вы можете запросто угодить в черную дыру.

В-третьих, даже если они будут проходимы и стабильны, попытка какого-нибудь материала пройти через них — даже фотонов света — может привести к коллапсу.

Впрочем, есть проблеск надежды, поскольку физики до конца не выяснили, как объединить гравитацию и квантовую механику. Это значит, что Вселенная сама по себе может скрывать факты о червоточинах, которых мы пока не понимаем. Существует возможность, что они появились естественным образом как часть Большого Взрыва, когда пространство-время всей Вселенной было запутано в сингулярность.

Астрономы предлагали искать червоточины в космосе, наблюдая за тем, как их гравитация искажает свет звезд за ними. Но пока ничего не нашли.

Существует также возможность, что червоточины появляются естественным образом, подобно виртуальным частицам, которые, как мы знаем, существуют. Только будут чрезвычайно малыми, в планковских масштабах. Вам понадобится маленький космический аппарат.

Одно из самых увлекательных последствий червоточин в том, что их можно использовать для путешествий во времени. Вот как это работает. Во-первых, создайте червоточину в лаборатории. Затем возьмите один конец червоточины, поместите на космический аппарат и летите со скоростью, близкой к световой, так, чтобы сработал эффект замедления времени. Для людей на космическом корабле пройдет всего несколько лет, тогда как на Земле пройдут сотни или даже тысячи лет. Если вам удастся поддерживать червоточину стабильной, открытой и проходимой, путешествовать через нее было бы весьма интересно.

Если вы пройдете в одном направлении, вы не только преодолеете расстояние между червоточинами, но и переместитесь из одного времени в другое. Причем работать это должно в обоих направлениях, туда и обратно. Некоторые физики вроде Леонарда Сасскинда считают, что это не сработает, потому что нарушает два фундаментальных принципа физики: сохранение локальной энергии и принцип неопределенности энергии-времени.

К сожалению, кажется, что червоточины должны оставаться в области научной фантастики в обозримом будущем и, возможно, навсегда. Даже если появится возможность создать червоточину, ее придется поддерживать стабильной и открытой, а также выяснить, как не дать материи в ней коллапсировать. Впрочем, если мы когда-нибудь совершим этот подвиг, вопрос с путешествиями в космосе будет решен.

По материалам: hi-news.ru