"Кротовые норы" пространства-времени

"Кротовые норы" - одна из самых спорных и поразительных концепций современной космологии…

"Кротовые норы" пространства-времени могут соединять и звезды, которые благодаря таким туннелям превращаются в системы, связанные друг с другом теснее сиамских близнецов.

"Кротовые норы", или "червоточины" - одна из самых спорных и поразительных концепций современной космологии. Эти гипотетические участки пространства-времени представляют собой своего рода туннели, возникающие между разными точками континуума Вселенной (а то и разных "параллельных" миров) и соединяющие их, вне зависимости от удаленности на привычной нам шкале.

Хотя кротовые норы вдохновили на творчество десятки писателей, режиссеров и музыкантов, а также сотни физиков-теоретиков (читайте, например: "Самая обычная телепортация"), в действительности их существование еще никем и ничем не доказано. Они возникают лишь как одно из следствий решения уравнений Общей Теории Относительности - в числе другой интересной экзотики вроде черных дыр.

С другой стороны, в существовании черных дыр сегодня мало кто сомневается, так что и прочие странные следствия нельзя просто так сбросить со счетов. Наоборот, стоит со всей тщательностью рассмотреть - пускай и теоретически, математически, - все свойства червоточин, возможные механизмы их возникновения, жизни и энергетики. И такая работа ведется.

При этом ученые по традиции рассматривают кротовые норы действительно как пустые туннели, ведущие из одной области пустого пространства в другую.

Лишь недавно казахский физик Владимир Джунушалиев с коллегами подошел к вопросу с другой стороны. По их разумному замечанию, нет никаких причин полагать, что кротовая нора не может содержать материю и сама соединять области, заполненные ею. В своей новой работе авторы бегло рассмотрели этот вариант.

Они начали с того, что представили кротовую нору, расположенную в недрах звезды - обычной или нейтронной.  "Для удаленного наблюдателя, - пишут исследователи, - такая звезда будет выглядеть совершенно обычной". Однако фактически у нее будут и некоторые интересные особенности.

Во-первых, такая звезда должна иметь пару по ту сторону кротовой норы, с которой она будет связана так же неразрывно, как сиамские близнецы.

Их сложные взаимодействия должны приводить к тому, что пульсация этих близнецов будет отличаться от обычной для звезд таких же размеров и свойств. Материя, перетекающая туда и обратно сквозь кротовую нору, должна создать резонансную связь между двумя звездами, которая в конце концов определит особую частоту их пульсации.

Она же приведет к выбросам энергии, несвойственным таким звездам, лишенным пары. Словом, исходя из расчетов Джунушалиева с коллегами, обнаружить такие звезды вполне можно было бы - но на практике это будет очень и очень непросто.

Дело в том, что точный расчет параметров пульсации, которые мы могли бы ждать от таких звезд, должен включить и математическое описание кротовой норы. Однако это область, имеющая сингулярность и, как следствие, современным математическим аппаратом физики точно не описываемую.

Таким образом, авторы работы не смогли даже прийти к каким-то общим рекомендациям относительно того, что и как следует наблюдателям искать на небе.

---

Кротовая нора, также «кротовина» или «червоточина» (последнее является дословным переводом англ. wormhole) — гипотетическая топологическая особенность пространства-времени, представляющая собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. Область вблизи самого узкого участка кротовины называется «горловиной».

Кротовые норы делятся на «внутри-мировые» (англ. intra-universe) и «меж-мировые» (англ. inter-universe) в зависимости от того, можно ли соединить её входы кривой, не пересекающей горловину (на рисунке изображена внутри-мировая кротовая нора).

Различают также проходимые (англ. traversable) и непроходимые кротовины. К последним относятся те туннели, которые коллапсируют слишком быстро для того, чтобы наблюдатель или сигнал (имеющие скорость не выше световой) успели добраться от одного входа до другого. Классический пример непроходимой кротовины — пространство Шварцшильда, а проходимой — кротовины Морриса-Торна.

Общая теория относительности (далее — ОТО) не опровергает существование таких туннелей (хотя и не подтверждает). Для существования проходимой кротовой норы необходимо, чтобы она была заполнена экзотической материей, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы. Решения типа кротовых нор возникают в различных вариантах квантовой гравитации, хотя до полного исследования вопроса ещё очень далеко.

Проходимая внутри-мировая кротовая нора даёт гипотетическую возможность путешествий во времени, если, например, один из её входов движется относительно другого, или если он находится в сильном гравитационном поле, где течение времени замедляется.