Физики только что выпустили пошаговые инструкции по созданию червоточины
Все хотят червоточину. Никто не хочет путешествовать по длинным и медленным маршрутам по всей вселенной десятки тысяч лет, чтобы достичь еще одной скучной звезды.
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 являются изгибами в пространстве-времени настолько экстремально, что образуют короткий туннель, катастрофически нестабильны. Как только вы посылаете один фотон в дыру, он разрушается быстрее, чем скорость света.
Но недавняя статья, опубликованная в журнале https://arxiv.org/abs/1908.03273 29 июля, нашла способ построить почти устойчивую червоточину, которая коллапсирует, но достаточно медленно, чтобы отправлять сообщения — и, возможно, даже вещи — вниз, прежде чем она разорвется. Все, что вам нужно, это пара черных дыр и несколько бесконечно длинных космических струн.
Очень просто.
Проблема червоточины
В принципе, создание червоточины 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 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.
Материи 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.
Но белых дыр тоже не существует.
Поскольку белых дыр не существует, нам нужен новый план. Заряженная черная дыра. Черные дыры могут нести электрический заряд. 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 попытается его использовать, оно развалиться. 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.
Космический лук
Поэтому, чтобы все это сработало, нам нужно убедиться, что две заряженные черные дыры находятся на безопасном расстоянии друг от друга, и убедитесь, что туннель червоточины может оставаться открытым. Потенциальное решение: космические струны.
Космические струны-это теоретические дефекты, подобные трещинам, 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 столкнуться 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 их.
Тем не менее, нет никаких причин, по которым они не могут существовать.
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 существу, дальние концы космической струны действуют как две противостоящие команды перетягивания каната, сдерживая черные дыры.
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, и петлю через нормальное пространство между двумя черными дырами.
Когда космические струны замыкаются в петлю, они сильно шевелятся. Эти вибрации перемешивают саму ткань пространства-времени вокруг них, и при правильной настройке вибрации могут вызвать отрицательную энергию пространства в их окрестностях, эффективно действуя как отрицательная масса внутри червоточины, потенциально стабилизируя ее.
Это кажется немного сложным, но в недавней статье команда физиков-теоретиков дала пошаговые инструкции для построения именно такой червоточины. Это не идеальное решение: в конечном итоге присущие космическим струнам вибрации — те же самые, которые могут держать червоточину открытой — вытягивают энергию, а следовательно, и массу, от струны, делая ее все меньше и меньше. По сути, с течением времени космические струны уходят в небытие, а полный коллапс червоточины не за горами. Но объединенная червоточина может оставаться стабильной достаточно долго, чтобы сообщения или даже объекты могли перемещаться по туннелю и фактически не умирать, что приятно.
Но сначала нам нужно найти несколько космических струн.
