«Вічна загадка світу – це його пізнавання. Сам факт цього пізнавання представляється дивом » – Альберт Ейнштейн
У науковій фантастиці кротовини, або кротові нори, являють собою метод, часто використовуваний для подорожей на дуже великі відстані в космосі. Чи справді ці чарівні мости можуть існувати?
Історія дослідження кротовин
Одне з головних завдань сучасної астрономії – пошук «кротових нір» – тонких трубок простору-часу, що з’єднують віддалені області Всесвіту. Кротові нори можуть з’єднувати паралельні або Всесвіти, що зароджуються, роблячи цим теоретично можливими подорожі в часі.
Перша згадка про кротові нори належить перу оксфордського математика Чарльза Доджсона, який написав в 1871 році під псевдонімом Льюїс Керролл казку «Аліса в Задзеркаллі». Дзеркало Аліси і є кротовою норою, яка з’єднала околиці Оксфорда з чарівним світом Країни чудес. Простягнувши руку крізь дзеркало, Аліса могла миттєво перенестися з одного Всесвіту в інший. У математиків вони називаються «багаторазово пов’язаними просторами».
Ідея кротових нір, що з’єднують різні області простору-часу, не вигадана фантастами, вона належить великому фізику-теоретику, одному із засновників сучасної теоретичної фізики – Альберту Ейнштейну. У 1935 році Альберт Ейнштейн і Натан Розен написали роботу, в якій доводили, що загальна теорія відносності припускає утворення того, що вони назвали «мостами» і що тепер відоме як кротові нори.
Якби нам вдалося пролетіти чорну діру наскрізь, там, з іншого боку, можливо, виявився б інший Всесвіт. Міст Ейнштейна-Розена – тонка трубка простору-часу, що з’єднує дві чорні діри, не може існувати досить довго, щоб через них пройшов космічний корабель: при закритті кротової нори корабель потрапив би в сингулярність. Однак було висловлено думку, що технологічно розвинена цивілізація могла б тримати кротову нору відкритою.
Загальна теорія відносності допускає існування таких тунелів, хоча для існування прохідної кротової нори необхідно, щоб вона була заповнена екзотичною матерією з негативною щільністю енергії, що створює сильне гравітаційне відштовхування і перешкоджає стисненню нори. Рішення типу кротових нір виникають у різних варіантах квантової гравітації, хоча до повного дослідження цього питання ще дуже далеко.
Що з себе представляє кротова нора?
Область поблизу найвужчої ділянки кротовини називається «горловиною». Кротові нори діляться на «внутрішньосвітові» і «міжсвітові», в залежності від того, чи можна з’єднати її входи кривою, яка б не перетинала горловину.
Розрізняють також прохідні і непрохідні кротовини. До останніх відносяться ті тунелі, які коллапсують занадто швидко для того, щоб спостерігач або сигнал (що мають швидкість не вище світлового) встигли дістатися від одного входу до іншого. Класичний приклад непрохідної кротовини – міст Ейнштейна – Розена, а прохідної – кротовини Морріса – Торна.
А що щодо подорожей в часі?
Стівен Хокінг вважає, що кротові нори, якщо вони існують, могли б вирішити проблему граничної швидкості в космосі. Відповідно до теорії відносності, щоб перетнути Галактику, потрібні десятки тисяч років, але через кротову нору можна злітати на інший край Галактики і повернутися назад за декілька земних годин.
Одним з найцікавіших наслідків кротовини є те, що вони могли б вам дозволити ще й подорожувати в часі. Ось як це працює. По-перше, необхідно створити червоточину в лабораторії. Потім взяти один її кінець, покласти в нього космічний корабель і летіти на швидкості світла, так щоб вступив в силу ефект уповільнення часу.
Для людей на космічному кораблі пройде всього лише кілька років, в той час як на Землі зміняться сотні або навіть тисячі поколінь людей. Припускаючи, що ви могли б підтримувати кротовину стабільною, відкритою і прохідною, тоді подорож через неї була б надзвичайно цікавою.
Якщо ви пройшли б в одному напрямку, ви б не тільки пройшли відстань між кротовими норами, але і перемістилися б вперед в часі, а на зворотному шляху: назад у часі.
Найбільш багатообіцяюча схема машини часу – так звані зворотні кротові нори – це дірки в просторі-часі, де людина може вільно переміщатися вперед і назад у часі. Ключ до зворотних кротових нір – негативна енергія.
Деякі фізики, такі як Леонард Сасскінд вважають, що це не спрацює, тому що це б порушило два фундаментальних принципи фізики: закон збереження енергії і принцип невизначеності енергії-часу (Гейзенберга).
Чому це наразі нереально?
Як пише Мічіо Каку ( «Фізика неможливого»), з кротовими норами пов’язано кілька серйозних проблем. Основне те, що для створення сильних спотворень простору-часу, необхідних для подорожі через кротові нори, потрібно мати нечувану кількість позитивної і негативної речовини – близько величезної зірки або чорної діри. За оцінкою Метью Віссера, фізика з Вашингтонського університету, для створення кротової нори діаметром 1 м необхідно стільки енергії, що її кількість можна порівняти з масою Юпітера – і при цьому вона повинна бути негативною.
«Кротові нори, додаткові виміри і квантові комп’ютери відкривають шлях для безлічі гіпотетичних сценаріїв, які коли-небудь, можливо, перетворять всю нашу Всесвіт в« живий космос ». – Мартін Джон Ріс, космолог, астрофізик, королівський астроном Великобританії
Можна аналізувати безліч теорій та фізико-математичних розрахунків, але по-факту, кротова нора ще ні разу не була насправді виявленою. Тому, напевно, і теми подорожей у часі та космічних надшвидкісних мандрівок досі знаходяться в області наукової фантастики.
