В соседнюю галактику за секунду. Ученые нашли портал рядом с Землей

МОСКВА, 12 янв — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. В научной прессе вышло сразу несколько статей о кротовых норах — туннелях в пространстве-времени, через которые теоретически можно попасть в другие галактики и даже вселенные. В частности, ученые сообщают, что им впервые удалось физически зафиксировать область в нашей Галактике, похожую на кротовую нору. Причем всего в 1566 световых лет от нас — совсем рядом по астрономическим меркам.

Порталы между вселенными

Гипотезу о том, что в структуре пространства-времени могут быть туннели, позволяющие мгновенно перемещаться на огромные расстояния, путешествовать во времени или между параллельными вселенными, высказали в 1935-м Альберт Эйнштейн и Натан Розен. Позднее для этих так называемых мостов Эйнштейна-Розена американский физик Джон Арчибальд Уилер придумал термин — "кротовые норы" (или "червоточины" — wormhole).

Традиционно классическую кротовую нору представляют в виде трехмерной трубы в изогнутом двумерном пространстве. Общей теории относительности это не противоречит, но большинство ученых считают, что такие туннели стабильны, только если заполнены экзотической материей с отрицательной плотностью энергии, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы.

Однако есть и другие мнения. Так, профессор информатики Паскаль Куарен из Высшей нормальной школы Лиона опубликовал расчеты, согласно которым для проходимости кротовой норы на уровне элементарных частиц экзотическая материя не нужна.

Исследователи из Мадридского университета Комплутенсе составили полное математическое описание кротовой норы с обычными фермионами, такими как электроны и позитроны, обладающими квантовыми волновыми функциями и взаимодействующими через классические электромагнитные поля. Ученые показали, что червоточины проходимы, когда отношение общего заряда к общей массе внутри нее превышает теоретический предел, применимый к черным дырам. Но эти кротовые норы оказались микроскопическими — человек через них не пройдет.

Американские физики Хуан Мальдасена из Института перспективных исследований в Нью-Джерси и Алексей Милехин из Принстонского университета предложили решение на основе модели Рэндалла-Сундрума, использующей аппарат теории струн и описывающей мир с точки зрения деформированного пятимерного пространства-времени. Там червоточины получились достаточно большими, чтобы человек совершал путешествие в соседнюю галактику быстрее чем за секунду.

CC BY-SA 3.0 / Panzi / 2D analogy to a wormhole

Кротовая нора в двумерном пространстве. Зеленый — короткий путь через червоточину, красный — длинный путь через обычное пространство

Кротовые норы и черные дыры

Возможно, кротовые норы существуют только на микроуровне и проходимы лишь для элементарных частиц высоких энергий, но надежда на более крупные "порталы" сохраняется. По мнению астрофизиков, вход в них похож на обычную черную дыру — это область мощной гравитации.

Российские ученые из Центральной астрономической обсерватории в Пулково тоже так считают. Однако, отмечают они, ближайший похожий объект находится в 13 миллионах световых лет от нас.

Недавно болгарские физики из Софийского университета сравнили вероятный спектр излучающего кольца газа в гравитационном поле червоточины с изображением поляризованного света от аккреционного диска статичной черной дыры и обнаружили, что они почти идентичны: интенсивность и направление поляризации различаются менее чем на четыре процента. Но при линзировании, когда свет от далекого объекта искажается гравитационным полем более близкого тела, поляризация от горловины кротовой норы почти на порядок больше, чем от черной дыры.

Кроме того, теоретически через червоточину может проходить часть света аккреционного диска с другой стороны. Иначе должна вести себя и материя, вращающаяся вокруг кротовой норы, особенно частицы, подходящие близко к краю этих объектов.

Авторы считают, что, основываясь на этом, "Телескоп горизонта событий" (Event Horizon Telescope — EHT), созданный специально для наблюдения за черными дырами, сможет выделить потенциальные "порталы". EHT состоит из сети радиотелескопов, рассредоточенных по всей Земле. С его помощью астрономы получили в 2019-м первое изображении черной дыры — M87* в галактике Мессье 87, а в 2022-м — Стрельца A* в центре нашей Галактики.

Ближайший "портал"

По оценкам, в Млечном Пути миллионы черных дыр звездной массы — и некоторые могут быть горловинами кротовых нор. Вполне вероятно, что такие есть и где-то недалеко от нас — по астрономическим меркам, конечно.

Недавно исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в США и Института астрономии Макса Планка в Германии сообщили, что обнаружили ближайшую из всех известных черную дыру. Объект, названный Gaia BH1, примерно в десять раз больше Солнца, находится в 1566 световых лет от Земли. Не исключено, что это кротовая нора.

Вокруг Gaia BH1 вращается звезда, похожая на Солнце. Обычно в таких двойных системах черная дыра "питается" звездой, испуская при этом мощное рентгеновское излучение. Но эта черная дыра не оттягивает вещество и ничего не излучает. Подобные загадочные объекты астрономы условно называют "спящими" черными дырами. В нашей Галактике таких раньше не находили.

Открытие сделали благодаря космическому телескопу Gaia, зафиксировавшему дополнительное гравитационное воздействие на одну из звезд в созвездии Змееносца. Свет исходил только от нее. Местоположение и массу невидимого объекта рассчитали теоретически. Ученые не сомневались в том, что это — черная дыра. Позднее существование Gaia BH1 подтвердили данные наземных телескопов Gemini.

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, Depositphotos

Художественное представление кротовой норы между двумя вселенными, в каждой из которых течет свое время

Космические "коты Шредингера"

По мнению австралийских и канадских физиков, черные дыры и червоточины могут обладать свойствами, характерными для квантовых частиц. То есть быть одновременно маленькими и большими, тяжелыми и легкими, видимыми и невидимыми, как легендарный живой и в то же время мертвый кот из мысленного эксперимента Эрвина Шредингера.

Согласно квантовой теории, субатомные частицы существуют сразу в нескольких состояниях, пока не взаимодействуют с внешним миром. Любой акт измерения или наблюдения переводит частицу в одно из стабильных состояний. Вполне вероятно, что и отличить кротовую нору от черной дыры можно только при погружении в нее.

Кротовые норы — по сути, единственный шанс на межзвездные полеты. Поэтому, несмотря на всю нынешнюю фантастичность червоточин, ученые продолжат ими заниматься.