Все хотят червоточину. Я имею в виду, кто хочет беспокоиться о путешествии по длинным и медленным маршрутам по всей вселенной, за десятки тысяч лет, чтобы достичь еще одной скучной звезды? Не тогда, когда вы можете заглянуть в ближайшее отверстие червоточины, совершить небольшую прогулку и оказаться в каком-то экзотическом отдаленном уголке вселенной.
Однако есть небольшая техническая трудность: червоточины, которые изгибаются в пространстве-времени настолько экстремально, что образуется короткий туннель, катастрофически неустойчивы. Как, например, как только вы посылаете один фотон в дыру, он падает быстрее скорости света.
Но недавняя статья, опубликованная в журнале препринтов arXiv 29 июля, нашла способ построить почти устойчивую червоточину, которая действительно разрушается, но достаточно медленно, чтобы отправлять сообщения - и, возможно, даже вещи - вниз, прежде чем разорвется на части. , Все, что вам нужно, это пара черных дыр и несколько бесконечно длинных космических струн.
Очень просто.
Червоточина
В принципе, построить червоточину довольно просто. Согласно теории относительности Эйнштейна, масса и энергия деформируют ткань пространства-времени. И определенная особая конфигурация материи и энергии позволяет сформировать туннель, кратчайший путь между двумя иначе удаленными частями вселенной.
К сожалению, даже на бумаге эти червоточины фантастически нестабильны. Даже один фотон, проходящий через червоточину, запускает катастрофический каскад, который разрывает червоточину. Тем не менее, здоровая доза отрицательной массы - да, это важно, но с противоположным весом - может противодействовать дестабилизирующему воздействию обычной материи, пытающейся пройти через червоточину, делая ее проходимой.
Хорошо, вещества с отрицательной массой не существует, поэтому нам нужен новый план.
Давайте начнем с самой червоточины. Нам нужен вход и выход. Теоретически возможно соединить черную дыру (область пространства, куда ничто не может уйти) с белой дырой (теоретическая область пространства, куда ничто не может войти). Когда эти два странных существа объединяются, они образуют совершенно новую вещь: червоточину. Таким образом, вы можете прыгнуть в любой конец этого туннеля, и вместо того, чтобы оказаться в забвении, вы просто безвредно вальсуете с другой стороны.
О, но белых дыр тоже не существует. Чувак, это становится сложно.
Зарядить его
Поскольку белых дыр не существует, нам нужен новый план. К счастью, какая-то умная математика показывает возможный ответ: заряженная черная дыра. Черные дыры могут нести электрический заряд (это необычно из-за того, как они образовались естественным путем, но мы возьмем то, что можем получить). Внутри заряженной черной дыры находится странное место, с нормальной точечной сингулярностью черной дыры, растянутой и искаженной, что позволяет ей образовывать мост к другой противоположно заряженной черной дыре.
Вуаля: червоточина, использующая только то, что действительно может существовать.
Но у этой червоточины через заряженные черные дыры есть две проблемы. Во-первых, оно все еще нестабильно, и если что-то или кто-то на самом деле пытается его использовать, оно разваливается. Другой заключается в том, что две противоположно заряженные черные дыры будут притягиваться друг к другу - как гравитационными, так и электрическими силами - и если они упадут вместе, вы просто получите одну большую, нейтрально заряженную и совершенно бесполезную черную дыру.
Положите на него космический лук
Таким образом, чтобы все это работало, нам нужно убедиться, что две заряженные черные дыры находятся в безопасности далеко друг от друга, и убедиться, что туннель червоточины может удерживаться открытым. Потенциальное решение: космические струны.
Космические нити - это теоретические дефекты, похожие на трещины, которые образуются при замерзании льда в ткани пространства-времени. Эти космические останки образовались в первые, опрометчивые дни первых долей секунды после Большого взрыва. Это действительно экзотические объекты, не шире протона, но на один дюйм их длины перевешивают гору Эверест. Вы никогда не захотите встретиться с ним самим, так как они нарежут вас пополам, как космический световой меч, но вам не нужно сильно беспокоиться, поскольку мы даже не уверены, что они существуют, и мы никогда не видели его там в Вселенная.
Тем не менее, нет никаких причин, по которым они не могут существовать, поэтому они честная игра.
Когда дело доходит до червоточин, у них есть еще одно очень полезное свойство: огромное напряжение. Другими словами, им действительно не нравится, когда их толкают. Если вы пронизываете червоточину космической струной и позволяете струне проходить вдоль внешних краев черных дыр и растягиваться с любого конца до бесконечности, то натяжение струны предотвращает притяжение заряженных черных дыр. друг к другу, держа два конца червоточины далеко друг от друга. По сути, отдаленные концы космической струны действуют как две противостоящие команды перетягивания каната, сдерживая черные дыры.
Успокаивание подземных толчков
Одна космическая нить решает одну из проблем (удерживая концы открытыми), но она не предотвращает разрушение самой червоточины, если вы действительно ее используете. Итак, давайте добавим еще одну космическую нить, также пронизывающую червоточину, но также проходящую через нормальное пространство между двумя черными дырами.
Когда космические струны замкнуты в петле, они покачиваются - много. Эти вибрации взбивают саму ткань пространства-времени вокруг них, и при правильной настройке вибрации могут привести к тому, что энергия пространства вокруг них станет отрицательной, эффективно действуя как отрицательная масса внутри червоточины, потенциально стабилизируя ее.
Это кажется немного сложным, но в недавней статье группа физиков-теоретиков дала пошаговые инструкции по созданию именно такой червоточины. Это не идеальное решение: в конце концов, внутренние вибрации космических струн - те же самые, которые могут держать червоточину открытой - вытягивают энергию и, следовательно, массу из струны, делая ее все меньше и меньше. По сути, с течением времени космические нити швыряются в забвение, с полным обрушением червоточины недалеко позади. Но червоточина с неразберихой может оставаться стабильной достаточно долго, чтобы позволить сообщениям или даже объектам проходить по туннелю и фактически не умирать, что приятно.
Но сначала нам нужно найти несколько космических струн.
Пол М. Саттер является астрофизиком в Государственный университет Огайо, хозяин Спроси космонавта и Космическое Радиои автор Ваше место во Вселенной.
