Космические путешествия через червоточины звучат как довольно интересная идея. Кто бы не хотел обладать технологией, позволяющей сесть на корабль, найти ближайшую кротовую нору и отправиться в далекие места за короткое время? Это сделало бы космические путешествия такими легкими! Конечно, эта идея постоянно всплывает в научно-фантастических фильмах и книгах. Эти «туннели в пространстве-времени» предположительно позволяют персонажам перемещаться в пространстве и времени в мгновение ока, и персонажам не нужно беспокоиться о физике.
А червоточины реальны? Или они всего лишь литературные средства, позволяющие продвигать научно-фантастические сюжеты. Если они действительно существуют, каково их научное объяснение? Ответ может быть понемногу каждого. Однако они являются прямым следствием общей теории относительности, теории, впервые разработанной Альбертом Эйнштейном в начале 20 века. Однако это не обязательно означает, что они существуют или что люди могут путешествовать по ним на космических кораблях. Чтобы понять, почему это вообще идея для космических путешествий, важно немного узнать о науке, которая могла бы их объяснить.
Что такое червоточины?
Предполагается, что червоточина – это способ передвижения в пространстве-времени, который соединяет две далекие точки в пространстве. Некоторые примеры из популярной художественной литературы и фильмов включают фильм Interstellar , где персонажи использовали червоточины как порталы в далекие части галактики. Однако нет никаких наблюдательных доказательств того, что они существуют, и нет эмпирических доказательств того, что их где-то нет. Уловка состоит в том, чтобы найти их, а затем выяснить, как они работают.
Один из способов существования стабильной червоточины – это ее создание и поддержка из какого-то экзотического материала. Легко сказать, а что за экзотический материал? Какое особое свойство необходимо для создания червоточин? Теоретически такая «червоточина» должна иметь «отрицательную» массу. Это просто то, на что это похоже: материя, имеющая отрицательное значение, а не обычная материя, имеющая положительное значение. Ученые также никогда не видели этого.
Теперь червоточины могут самопроизвольно возникать, используя эту экзотическую материю. Но есть еще одна проблема. Их ничто не могло бы поддержать, поэтому они мгновенно рухнули бы обратно на себя. Не так хорошо для любого корабля, который проходит в это время.
Черные дыры и червоточины
Итак, если спонтанные червоточины не работают, есть ли другой способ их создать? Теоретически да, и мы должны благодарить за это черные дыры. Они вовлечены в явление, известное как мост Эйнштейна-Розена. По сути, это червоточина, созданная из-за огромного искривления пространства-времени под действием черной дыры.. В частности, это должна быть черная дыра Шварцшильда, имеющая статическую (неизменную) массу, не вращающуюся и не имеющую электрического заряда.
Итак, как это будет работать? По сути, когда свет падает в черную дыру, он проходит через червоточину и выходит с другой стороны через объект, известный как белая дыра. Белая дыра похожа на черную дыру, но вместо того, чтобы всасывать материал, она отталкивает материал. Свет будет ускоряться от «выходного портала» белой дыры со скоростью, в общем, со скоростью света, что делает ее ярким объектом, отсюда и термин «белая дыра».
Конечно, реальность здесь кусается: было бы непрактично даже пытаться пройти через червоточину для начала. Это потому, что для перехода потребуется падение в черную дыру, что является в высшей степени смертельным опытом. Все, что пересекает горизонт событий, будет растянуто и раздавлено, в том числе и живые существа. Проще говоря, выжить в таком путешествии невозможно.
Сингулярность Керра и проходимые червоточины
Есть еще одна ситуация, в которой может возникнуть червоточина из чего-то, что называется черной дырой Керра. Это выглядело бы совсем иначе, чем обычная «точечная сингулярность», которую, по мнению астрономов, составляют черные дыры. Черная дыра Керра будет ориентироваться в форме кольца, эффективно уравновешивая огромную гравитационную силу с инерцией вращения сингулярности.
Поскольку черная дыра ” пусто »в середине можно было бы пройти через эту точку. Искривление пространства-времени в середине кольца может действовать как червоточина, позволяя путешественникам пройти в другую точку пространства. Возможно, на далекой стороне вселенной или в другой вселенной все вместе. Керровские сингулярности имеют явное преимущество перед другими предложенными кротовыми норами, поскольку они не требуют существования и использования экзотической «отрицательной массы», чтобы поддерживать их стабильность. Однако они еще не наблюдались, а только предполагались.
Сможем ли мы когда-нибудь использовать червоточины?
Не говоря уже о технических аспектах механики червоточин, есть также некоторые жесткие физические истины об этих объектах. Даже если они действительно существуют, трудно сказать, смогут ли люди когда-нибудь научиться ими манипулировать. Кроме того, у человечества еще нет даже звездолетов, поэтому поиск способов использования червоточин для путешествий – это действительно ставить телегу впереди лошади.
Существует также очевидный вопрос безопасности. На данный момент никто точно не знает, чего ожидать внутри червоточины. Мы также не знаем точно, Куда червоточина может отправить корабль. Это может быть в нашей собственной галактике или, возможно, где-то еще в очень далекой вселенной. Кроме того, здесь есть что пожевать. Если червоточина перенесла корабль из нашей галактики в другой за миллиарды световых лет от нас, есть целый вопрос времени, чтобы подумать.. Транспортируется ли червоточина мгновенно? Если да, КОГДА мы прибываем на далекий берег? Игнорирует ли поездка расширение пространства-времени?
Таким образом, хотя червоточины, безусловно, могут существовать и функционировать как порталы по всей вселенной, это значительно меньше вероятно, что люди когда-нибудь смогут найти способ их использовать. Физика просто не работает. Еще.
Отредактировано и обновлено Кэролайн Коллинз Петерсен