Ученые подтверждают: миллионы световых лет можно преодолеть за секунды

В книгах и фильмах главные и второстепенные герои давно преодолевают расстояния между отдельными звездами и целыми галактиками за считаные секунды. «Фантастика» — скажете вы, но за выдуманными сюжетами скрывается реальная наука, которая опирается на уравнения Эйнштейна и смелые гипотезы физиков.


Червоточины — гипотетические «кротовые норы» в ткани пространства-времени — могут стать ключом к освоению Вселенной. Ученые уже несколько десятилетий исследуют, возможны ли такие туннели на практике, и что потребуется, чтобы пройти через них.

Миллиарды лет = две секунды

В 1915 году Альберт Эйнштейн представил миру общую теорию относительности, перевернув представления о гравитации. Согласно ей, масса искривляет пространство-время, создавая силу притяжения. Представьте резиновый лист, на который положили тяжелый шар: чем массивнее объект, тем глубже вмятина. Именно так звезды и планеты формируют гравитационные «воронки». Но уравнения Эйнштейна скрывали неожиданные решения. Одно из них — червоточины.

Эти структуры, напоминающие туннели, соединяют удаленные точки Вселенной. Профессор Деян Стойкович из университета Буффало (США, штат Нью-Йорк) поясняет: «Две точки, разделенные миллиардами световых лет, могут быть в нескольких секундах друг от друга через червоточину». Теоретически, пройдя через ее «горловину», космический корабль избежит долгого пути по искривленной поверхности пространства-времени.



Интересно, что первые решения уравнений, описывающие червоточины, появились уже в 1935 году благодаря физикам Альберту Эйнштейну и Натану Розену. Их модель, известная как «мост Эйнштейна-Розена», изначально рассматривалась как математическая абстракция.

Лишь в 1950-х годах физик Джон Уилер ввел термин «червоточина» и предположил, что такие туннели могут быть нестабильными без экзотической материи.

Позже Стивен Хокинг в работе 1988 года отметил, что квантовые эффекты могут разрушать червоточины, но его идеи не исключили их существования в масштабах квантовой пены — микроскопических структур пространства-времени.

Сегодня ученые рассматривают червоточины как возможные следствия общей теории относительности, но их стабильность остается главным вопросом.


— Стойкович.

Но есть одно но: для этого потребуется нечто большее, чем просто общая теория.

Не противоречит законам физики

Предположим, червоточина существует. Как сделать ее стабильной? Доктор Андреа Фонт из Ливерпульского университета Джона Мурса отмечает: «Гравитационные силы стремятся схлопнуть горловину. Чтобы этого избежать, нужна отрицательная энергия».



Отрицательная энергия — экзотическая форма материи, обладающая антигравитационными свойствами. Ее микроскопические количества уже получены в лабораториях благодаря квантовому эффекту Казимира: две близко расположенные металлические пластины в вакууме притягиваются из-за флуктуаций энергии.

В 1997 году физики Стивен Ламоро и Ульф Леонхардт экспериментально подтвердили этот эффект, но масштабы ничтожны — речь идет о наноджоулях. Для стабилизации червоточины потребуется колоссальное количество такой энергии — возможно, больше, чем выделяет Солнце за миллиарды лет.

Еще одна проблема — это размер червоточины. Она должна быть достаточно большой, чтобы через нее протиснулся космический корабль. Но, по словам профессора Стойковича, если даже ученые и найдут естественную «кротовую нору», то, скорее всего, она окажется микроскопической.

В 2013 году Хуан Мальдасена из Института перспективных исследований (США) предположил, что червоточины могут быть связаны с квантовой запутанностью — явлением, когда частицы остаются связанными на любом расстоянии.

А в 2022 году команда из Калифорнийского технологического института смоделировала червоточину в квантовом компьютере, используя кубиты для имитации прохождения информации через «кротовую нору». Хотя эксперимент был символическим, он показал, что идея не противоречит законам физики.

Поиски и сомнения

Прямых доказательств существования червоточин пока нет. Возможно, они слишком нестабильны или редки. Некоторые ученые, как астрофизик Кип Торн, считают, что для их формирования нужны экзотические условия ранней Вселенной, например, крошечные червоточины, возникшие в первые мгновения после Большого взрыва.



Однако есть способы искать следы. Например, червоточины могут искажать свет подобно гравитационным линзам, но с уникальными аномалиями. В 2021 году проект Event Horizon Telescope, получивший первое изображение черной дыры, начал анализировать данные на предмет симметричных искажений, которые могли бы указывать на «кротовые норы».

Другой метод — наблюдение за движением звезд в центрах галактик: необычные траектории могут быть следствием скрытой червоточины.

Скептики напоминают: когда Карл Шварцшильд в 1916 году описал черные дыры, многие ученые отвергали их как математический курьез. Сегодня же черные дыры — общепризнанный феномен.


— подчеркивает профессор Стойкович.

В 2019 году астрономы обнаружили объект GLEAM-X J1627, чьи радиовспышки не поддавались стандартным объяснениям. Некоторые предположили, что это может быть червоточина, хотя доказательств пока нет.

Червоточины остаются одной из самых загадочных концепций современной физики. Они балансируют на грани теории и фантастики, бросая вызов нашим инженерным возможностям. Пока одни ученые разрабатывают детекторы для их поиска, другие ищут способы создать стабильные туннели в лаборатории.

Возможно, ответ придет с неожиданной стороны. Как знать — быть может, где-то в глубинах космоса уже существует древняя червоточина, оставшаяся со времен Большого взрыва. Или же человечеству предстоит открыть новые законы физики, которые сделают межзвездные путешествия реальностью. Пока же Вселенная продолжает будоражить умы, оставляя дверь в неизведанное приоткрытой…