Космические тоннели: есть ли у человечества надежда проникнуть сквозь кротовую нору

Такие безрадостные выводы вытекают из специальной теории относительности Эйнштейна. Однако появившаяся следом за ней общая теория относительности (ОТО) подарила надежду на то, что однажды мы все-таки сможем перемещаться в самые далекие уголки пространства – а заодно и времени.

В самом деле, с появлением ОТО изменилось само понимание пространства и времени, которые слились в единый континуум. Космос перестал быть безучастной вечной и неподвижной сценой, на которой разворачиваются события жизни Вселенной. Пространство-время оказалось динамичным: под действием массы (и энергии) оно способно искривляться, деформироваться, разрываться и склеиваться вновь. В экстремальных случаях уравнения Эйнштейна предсказывают существование компактных объектов с огромной гравитацией и сильно искаженной метрикой пространства-времени. Даже свет движется слишком медленно, чтобы выкарабкаться из этой ямы.

Но в ОТО возможны и другие виды компактных экстремальных объектов. Еще в 1935 году Эйнштейн и Натан Розен показали, что воронка пространства-времени может не уходить в бесконечную глубину сингулярности, а продолжаться тоннелем с выходом в другом районе космоса. Такие кротовые норы способны соединять между собой сколь угодно удаленные области пространства-времени – как прогрызенный червем ход в яблоке соединяет его противоположные стороны – или даже пространства разных Вселенных. И если «мост Эйнштейна – Розена» непроходим даже теоретически, то некоторые другие виды кротовых нор могут быть вполне доступны для отдельных частиц, а то и фантастических звездолетов будущего.

Для этого нора должна быть стабильной, противостоя постоянному влиянию гравитации, из-за которой ее тоннель стремится сколлапсировать, оставив, например, две черные дыры, уже не связанные друг с другом. И желательно, чтобы она была достаточно большой: тогда приливные силы, способные разорвать все, что подошло слишком близко, станут неопасны. Человек их воздействия, возможно, и не выдержит, но робот – наверняка. А ведь может существовать целая сеть таких тоннелей!

Еще на самых первых этапах существования Вселенной, когда пространство-время бурно пенилось и деформировалось, в нем могли появиться микроскопические экстремальные искажения, аномалии, которые по мере расширения пространства растянулись до циклопических размеров, вполне подходящих для межзвездных перелетов. Жаль только, что в отличие от черных дыр кротовые норы пока так и остаются гипотетическими объектами. Свидетельств их существования до сих пор нет – хотя, возможно, мы просто не умеем их искать.

Описывая концепцию кротовых нор, часто показывают свернутый лист бумаги, пробитый карандашом, – так получается короткий мостик между противоположными краями. Вход в этот трехмерный «тоннель» – плоский круг. Соответственно, в нашем четырехмерном пространстве-времени вход в нору будет выглядеть как трехмерная сфера. На достаточно большом расстоянии эта сфера экстремальных деформаций почти неотличима от черной дыры: вокруг нее наблюдаются те же искажения пространства-времени, в глубину так же падает окружающая материя. Недаром знаменитая Гаргантюа – сверхмассивная черная дыра из фильма «Интерстеллар» – унесла оказавшегося в ней героя в иное пространство-время, как настоящая проходимая «кротовина».

Считается, что такие сверхмассивные черные дыры находятся в центрах крупных галактик. Судя по скоростям движения окружающих их звезд и материи, они способны набирать массу в миллионы и даже миллиарды солнц. Саму дыру окружает плотный диск вещества, которое падает в ее бесконечные недра, ускоряясь и разогреваясь, выплевывая потоки вещества и излучения. В 2006 году группа российских ученых во главе с академиком Николаем Кардашевым предположила, что в глубине таких активных центров галактик могут скрываться не черные дыры, а входы в тоннели кротовых нор, которые где-то на противоположной стороне соединяются с другими галактиками.

Отличить черную дыру от входа в нору непросто. Но если кротовая нора проходима, то сквозь нее должно «просачиваться» некоторое количество гравитации, а значит, на ее присутствие могут указывать неожиданные аномалии в движениях окружающих звезд и пыли. Увы, этот сигнал чрезвычайно слаб, и вряд ли его удастся заметить на общем – очень бурном – фоне активного центра галактики. Однако в конце 2020 года астрономы Пулковской обсерватории нашли способ, который выглядит вполне реалистичным. (Вообще говоря, такой экстравагантной темой, как кротовые норы, интересуется не так много ученых – не больше нескольких сотен на весь мир. И российские теоретики занимают среди них далеко не последнее место.)

Итак, астрофизики Сергей Красников и Михаил Пиотрович предположили, что если с обеих сторон в кротовую нору падают огромные количества материи, то где-то в глубине ее тоннеля они должны встречаться друг с другом. Экстремальное сжатие способно вызвать экстремальный разогрев – до температур порядка 10 трлн градусов. «Такие температуры не возникают ни при каком из известных астрофизических процессов, – добавляет Михаил Пиотрович. – Они должны вызывать распад субатомных частиц, нейтральных пионов, создавая характерную линию в спектре гамма-волн». Сверхмассивные черные дыры также испускают гамма-лучи, но лишь узкими потоками и с иными характеристиками.

Комментируя свою работу для «ПМ», ученые отметили: «Мы сами удивились тому, насколько это просто. Эффект лежит на поверхности, и странно, что до сих пор никто не задумался о нем». По словам астрономов, для обнаружения гамма-сигнала не потребуется новых сверхчувствительных инструментов. Нужные наблюдения могут провести уже работающие телескопы, такие как космический зонд Fermi. Остается лишь подождать: если предсказания сбудутся, значит, у нас есть по крайней мере теоретическая надежда на путешествия от Земли до самых дальних окраин Вселенной.