Как мы можем найти червоточину?

Червоточина
Иллюстрация червоточины, создающей тоннель сквозь пространство-время. Авторы и права: Getty Images.

Если червоточины существуют, то они могут увеличивать удалённые объекты в соответствии с теорией относительности Эйнштейна – и это может быть ключом к их обнаружению.

Червоточины представляют собой порталы в форме воронки, через которые материя (или, возможно, космический корабль) может перемещаться на большие расстояния. Чтобы представить червоточину, предположим, что вся Вселенная – лист бумаги. Если бы вашей отправной точкой была точка в верхней части листа, а пунктом назначения – точка в нижней части листа, червоточина появится, если вы сложите этот лист бумаги так, чтобы две точки расположились рядом. Вы можете пройти весь лист за одно мгновение, а не по всей длине листа.

Существование червоточин до сих пор не доказано, но физики, тем не менее, потратили десятилетия, теоретизируя то, как эти экзотические объекты могут выглядеть и как они могут себя вести. В своей новой статье исследователи построили модель электрически заряженной сферической червоточины и её воздействия на пространство вокруг неё. Исследователи хотели выяснить, можно ли обнаружить червоточины по их наблюдаемому влиянию на окружающую среду. Их исследование было опубликовано 19 января в журнале Physical Review D.

Модель исследователей показывает, что червоточины, если они существуют, могут быть достаточно массивными, чтобы вызвать одно из явлений теории относительности Эйнштейна: чрезвычайно массивные объекты изгибают ткань пространства-времени до такой степени, что они заставляют свет искривляться. Этот искривлённый свет увеличивает всё, что скрывается за массивным объектом, если смотреть с нашей точки зрения на Земле. Это явление известно как микролинзирование, и оно позволяет учёным использовать массивные объекты, такие как галактики и чёрные дыры, для наблюдения за чрезвычайно удалёнными объектами, такими как звёзды и галактики из ранней Вселенной.

В статье исследователи утверждают, что червоточины, как и чёрные дыры, должны быть достаточно массивными, чтобы увеличивать отдалённые объекты за ними.

“Увеличение за счёт искажения червоточиной может быть очень большим и однажды это можно будет проверить”, – сказал ведущий автор исследования Лэй-Хуа Лю, физик из Университета Цзишоу в провинции Хунань, Китай.

Лю также отметил, что червоточины будут увеличивать объекты не так, как чёрные дыры, а это означает, что учёные смогут различать их. Например, известно, что микролинзирование через чёрную дыру создаёт четыре зеркальных изображения объекта позади неё. С другой стороны, микролинзирование через червоточину даст три изображения: два тусклых и одно очень яркое, как показало новое моделирование.

“Однако, поскольку другие объекты, такие как галактики, чёрные дыры и звёзды, также производят эффект микролинзирования, найти червоточину без чётких указаний о том, с чего начать поиск, будет трудной задачей”, – считает Андреас Карч, физик из Техасского университета в Остине, который не участвовал в исследовании.

Попытка выявить микролинзирование, вызванное червоточиной, среди других крупных объектов будет похоже на “попытку разобрать тихий голос одного человека посреди рок-концерта”, – сказал Карч. Он также отметил, что, хотя авторы статьи предложили интересный теоретический способ идентификации червоточин, “они пока даже не говорят о том, как это сделать на практике – это дело будущего”.

Хотя червоточины по-прежнему остаются строго теоретическими объектами, тот факт, что модель исследователей однажды может быть проверена, является “мечтой для большинства физиков”, – сказал Лю.

Оставьте комментарий