General, Research, Technology

Чи можна подорожувати по Всесвіту за допомогою чорних дір?

Всесвіт повний загадок.Візьмемо, наприклад, чорні діри - область в просторі-часі, гравітаційне тяжіння якої настільки велике, що покинути її не можуть не тільки об'єкти, які рухаються зі швидкістю світла, але і фотони самого світла. Нагадаю, що існування цих таємничих об'єктів вперше було підтверджено в 2017 році після відкриття гравітаційних хвиль. А два роки по тому, в 2019 році астрономи вперше отримали справжнісінький знімок тіні чорної діри. Але що ще вченим відомо про ці дивовижні, масивних об'єктах? На думку авторів нового дослідження, надмасивні чорні діри можуть виявитися самими справжніми «тунелями», за допомогою яких мандрівники на космічних кораблях теоретично можуть подорожувати по безкрайньому Всесвіті. Примітно, що нове дослідження узгоджується з тим, що думав про чорні діри великий фізик-теоретик Стівен Хокінг.

На думку деяких вчених, чорні діри можуть бути відмінним способом подорожей по безкрайньому Всесвіті.

Чорні діри - шлях в інші всесвіти

У 1915 році Альберт Ейнштейн надіслав напублікацію роботу з основними рівняннями загальної теорії відносності (ЗТВ). Застосувавши універсальну швидкість світла в своїх рівняннях, вчений припустив, що закони фізики залишаються незмінними в будь-якій даній системі відліку. Як ми знаємо сьогодні, теорія гравітації описана Ейнштейном, передбачила існування чорних дір і просторово-часових тунелів. А британський фізик-теоретик Стівен Хокінг і зовсім вважав, що чорні діри можуть виявитися порталом в інші всесвіти.

У роботі 2015 року, опублікованій в журналіPhysical Review Letters, Стівен Хокінг, Ендрю Стромінджер з Гарвардського університету і Малкольм Перрі з Кембриджського університету, прийшли до висновку про те, що інформація, поглинена чорною дірою, відправляється прямо в іншу Всесвіт.

Хокінг і його колеги спростовують твердження про те, що все, що потрапляє в чорну діру, зникає в ній безслідно і безповоротно. Знаменитий фізик-теоретик вважав, що чорні діри не живуть вічно, а частина інформації, поглиненої ними жеврієбезслідно, а як би просочується назовні у вигляді фотонів з майже нульовою енергією. Ці фотони залишаються в просторі після випаровування чорної діри - процесу, який отримав назву «випромінювання Хокінга".

випромінювання Хокінга - головний аргумент дослідників щодорозпаду (випаровування) невеликих чорних дір. Вважається, що в процесі розпаду чорна діра випромінює в простір елементарні частинки, переважно фотони.

Стівен Хокінг виступає з доповіддю на зборах провідних фізиків світу в Королівському технологічному інституті, 2015 рік.

Згідно з працею 2015 року, вся інформаціяпоглинена чорною дірою буде зберігатися на кордоні цієї області, званої горизонтом подій. Фотони будуть виступати переносниками інформації, на них будуть записані дані про властивості частинок, «з'їдених» чорною дірою. «Якщо ви потрапили в чорну діру, не хвилюйтеся - з неї є вихід» - сказав Хокінг в залі Стокгольмського університету. «Ось корабель занурюється в чорну діру і переміщається в іншу Всесвіт».

Так як все в нашому світі закодованоквантово-механічної інформацією. Відповідно до законів квантової механіки, ця інформація повністю ніколи не зникне, що б з нею не сталося. Навіть якщо її засмокче в чорну діру. Правда, в теорії Хокінга є один важливий нюанс - подорож крізь чорну діру можна тільки в одну сторону - альтернативний всесвіт. Сьогодні, однак, багато дослідників вважають, що чорні діри - теоретично - можуть бути не тільки порталами в інші світи, але і тунелями, за допомогою яких можна подорожувати по Всесвіту.

Це цікаво: Чорні діри можна використовувати в якості джерела нескінченної енергії

Чи можна подорожувати крізь чорні діри?

У роботі, опублікованій в листопаді 2020 року вжурналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрофізики припускають, що надмасивні чорні діри насправді можуть бути «прохідними» червоточинами. Нагадаю, під червоточинами вчені розуміють гіпотетичну особливість простору-часу, що представляє собою в кожен момент часу «тунель» в просторі. Дослідники відзначають, що масштаби нашого Всесвіту колосальні, а за допомогою червоточин космічні мандрівники цілком могли б прокласти шлях до найдальших куточків Всесвіту.

І ось тут починається найцікавіше -червоточини передбачені загальною теорією відносності Ейнштейна (як колись чорні діри), але ось їх існування на сьогоднішній день не доведено. Команда астрофізиків на чолі з Михайлом Піотрович, астрофізиком з Центральної астрономічної обсерваторії в Пулково в Санкт-Петербурзі, запропонувала новий спосіб пошуку гіпотетичних тунелів в тканини простору-часу.

Цікаво, що астроном Карл Саган вважав, що кротові нори - єдиний можливий спосіб подорожей по Всесвіту.

Як пишуть автори наукової роботи, червоточини вцентрі надзвичайно яскравих галактик можуть «випромінювати характерний спектр», який можна виявити за допомогою спостережень і потужних телескопів. Захоплення цієї сигнатури не тільки забезпечить докази існування червоточин, але і відкриє абсолютно нові можливості для потенційних космічних польотів - і навіть подорожей у часі.

«Дуже цікавим і незвичайним наслідком існування червоточин такого типу є факт того, що ці червоточини - природні машини часу», - слова Михайла Піотрович наводить портал Vice.

«Кротові нори, які ми розглядаємо вцьому дослідженні, є прохідними червоточинами, тому теоретично космічний корабель може подорожувати крізь них. Але, звичайно, слід розуміти, що ми дуже мало знаємо про внутрішню будову червоточини і, більш того, ми не знаємо напевно, чи існують вони взагалі ».

Деякі галактики містять світяться ядра,звані активними ядрами галактик (AGN), які викидають в навколишній простір масивні подвійні струмені, що складаються з зарядженої матерії, які рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Вчені вважають, що AGN підживлюються приливними взаємодіями між надмасивними чорними дірами і аккреционного дисками, які формуються з газу, пилу і зірок, що падають в них.

Читайте також: Стівен Хокінг мав рацію: чорні діри здатні випаровуватися

Червоточини можуть пов'язувати далекі ділянки Всесвіту, подібно тунелю.

Піотрович і його колеги припускають, що AGN -це «гирла червоточини», а не надмасивні чорні діри. Якщо це дійсно так, то ці галактичні ядра можуть бути пов'язані один з одним через простір і час, що може привести до падіння матерії через обидва гирла пов'язаної пари AGN. Насправді ідея про те, що AGN можуть виявитися червоточинами, виникла ще в 2005 році, але нове дослідження - перше в своєму роді, що пропонує новий спосіб можливого виявлення легендарних тунелів.

Так чи інакше, найближчий подібний об'єктзнаходиться в мільйонах світлових років від Чумацького Шляху, так що ми при всьому бажанні не зможемо перевірити слова вчених на практиці. Проте, виявлення доказів існування червоточин - навіть здалеку - стало б справжнім проривом в нашому розумінні Всесвіту. Більш того, виявлення червоточини також допоможе вченим більше дізнатися про чорні діри. А як ви думаєте, чи можна подорожувати крізь чорні діри і червоточини і хто з великих вчених минулого і сьогодення все-таки має рацію? Відповідь будемо чекати тут, а також в коментарях до цієї статті.