Червоточины вместо черных дыр: новое исследование
Многие годы физики предполагали, что некоторые черные дыры на самом деле могут быть червоточинами, и новое исследование подтверждает, что это действительно возможно.
Хотя червоточины — туннели в ткани пространства-времени, позволяющие перемещаться в другую часть Вселенной, — математически возможны, доказательств их существования пока нет.
Авторы исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, приводят новые аргументы в пользу теории о том, что червоточины могут маскироваться под черные дыры, поскольку эти объекты обладают схожими характеристиками.
Червоточины (или «кротовые норы») — гипотетические туннели в пространстве-времени, позволяющие быстро перемещаться в другую область Вселенной. Согласно многим теориям, они соединяют две точки пространства-времени, которые могут находиться на огромном расстоянии друг от друга. Некоторые физики считают, что с их помощью можно путешествовать не только между звездными системами, но и между галактиками.
Одной из первых теоретических моделей червоточины стал мост Эйнштейна — Розена, который представляет собой решение уравнений Эйнштейна, описывающее геометрию пространства-времени при определенных условиях распределения материи и энергии.
Все теории о червоточинах основываются на существовании отрицательной энергии — феномена, которого нет в классической физике, но который, возможно, существует в квантовой механике.
Из-за необычных свойств пространства-времени, необходимых для формирования стабильной червоточины, некоторые ученые допускают, что часть наблюдаемых черных дыр на самом деле могут быть замаскированными червоточинами.
Хотя с точки зрения физики существование стабильных червоточин почти невозможно, математика допускает такую возможность. Авторы нового исследования проанализировали квазинормальные моды (QNMs) — колебания пространства-времени, возникающие при возмущении компактного объекта, такие как черные дыры Шварцшильда (гипотетические черные дыры без вращения и электрического заряда).
Используя разные методы анализа возмущений, физики пришли к выводу, что червоточины могут воспроизводить квазинормальные моды, характерные для статических черных дыр.
Ученые утверждают, что червоточины — это экзотические компактные объекты, выходящие за рамки предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Теоретически они могут существовать, но пока не обнаружены, вероятно, потому что их свойства почти неотличимы от свойств черных дыр.
Физики предполагают, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик могут оказаться червоточинами. Свет, излучаемый аккреционным диском черной дыры (областью, где материя падает в черную дыру), может быть светом, окружающим вход в червоточину, который точно имитирует свойства излучения аккреционного диска.
В дальнейшем исследователи планируют продолжить поиск доказательств того, что некоторые черные дыры — это червоточины. Возможно, в будущем человечество сможет использовать их для межзвездных путешествий.
