Все новости

Центр Млечного Пути назван физиками входом в «червоточину»

Группа физиков-теоретиков предложила модель, согласно которой центр Млечного Пути на самом деле является "кротовой норой" или "червоточиной" — пространственно-временным туннелем в другую галактику или даже в другую Вселенную.

Исследователи из Италии, Индии и США опубликовали свои выкладки в журнале Annals of Physics. В своей статье, которая также доступна в виде препринта, ученые развивают высказанную ими ранее идею крупномасштабных "червоточин". "Червоточина" (wormhole), она же «кротовая нора», представляет собой портал, соединяющий между собой либо две удаленные области пространства, либо вовсе две разные Вселенные — подобные объекты получили широкую известность благодаря научной фантастике. Через "червоточины" в фантастических произведениях путешествуют космические корабли, и это практически такой же неотъемлемый атрибут жанра, как и космические полеты в целом.

Фундаментальные законы физики действительно допускают существование "червоточин", но лишь при соблюдении ряда весьма экзотических условий. Не вдаваясь в дебри общей теории относительности, скажем лишь то, что наши представления о пространстве, времени и Вселенной в целом можно свести к следующим утверждениям:

  • мы живем не в трехмерном пространстве, а в четырехмерном пространстве-времени;
  • все, что имеет массу или энергию, искривляет пространство-время;
  • искривлением пространства-времени называют эффект, который проявляется в изменении расстояния между двумя точками и временного промежутка между двумя событиями.

На Земле, к примеру, время идет несколько медленнее из-за влияния массы планеты. Этот эффект можно даже заметить, взяв с собой в самолет достаточно точные часы, правда, под «достаточно точными» подразумеваются атомные часы, а не те, что доступны простым пользователям. Вблизи черных дыр время замедляется уже намного заметнее.

"Червоточина" — это частный случай искривления пространства-времени, просто вместо незначительного изменения размеров или темпа времени мы получаем туннель из одной области в другую (грубо говоря, в этом случае все настолько завернулось, что мы попали в другую точку). Подчеркнем, что "червоточины" вполне корректны с точки зрения математики, но вот с точки зрения физики для их формирования нужно весьма экзотическое вещество, влияние которого на пространство-время позволит стенкам туннеля не схлопнуться и сохранить свою форму.

По мнению авторов новой статьи, "червоточина" в Млечном Пути может удерживаться темной материей. Темная материя - это вещество, которое пока что проявляет себя только гравитационными эффектами. Из наблюдения за движением звезд вокруг центра Галактики астрономы сделали вывод, что есть какая-то невидимая масса, которую не удается найти ни одним доступным способом. Темная материя не может быть просто межзвездной пылью (та прекрасно видна на фоне звезд или в инфракрасном диапазоне), это не могут быть удаленные от звезд потерянные планеты (их в таком случае должно быть слишком много) или излучаемые звездами нейтрино (детекторы нейтрино регистрируют намного меньше частиц). Про темную материю известно крайне мало, ее пытаются обнаружить многочисленные группы экспериментаторов по всему миру, и именно она играет ключевую роль в работе итальяно-индийско-американской группы.

Исследователи проанализировали скорости звезд в Млечном Пути и на основе этих данных сделали вывод о возможном распределении в Галактике темной материи. Далее они взяли так называемые уравнения Эйнштейна, которые связывают геометрию пространства-времени с распределением массы и энергии. Эти уравнения в зависимости от подставленных параметров допускают множество разных решений, и ученые рассмотрели именно то решение, которое предполагает наличие гигантской, доступной для космических полетов, "червоточины". Оказалось, что это решение вполне уместно в случае с предложенным на основе реальных данных распределением темной материи. Подчеркнем, что «вполне уместно» не значит «является единственно возможным».

Сами авторы говорят о полученных ими результатах как о возможности, а не как о единственно верном описании Галактики. Из их работы следует также, что подобные "червоточины" находятся в большинстве спиральных галактик, поэтому можно представить некую глобальную сеть ходов, соединяющих между собой разные части Вселенной. Радиус туннелей может оказаться таким, что туда не просто пройдет космический корабль: речь идет о "червоточинах", поперечник которых вполне может быть сопоставим с размерами самой Галактики. В таком случае то, что мы видим в центре Галактики, может на самом деле находится где-то в совершенно ином месте.

Теоретически предсказания ученых допускают проверку путем наблюдения за центральной частью нашей Галактики и за центральными частями других галактик. Однако, по словам одного из авторов исследования, сотрудника Международной школы фундаментальных исследований SISSA в Триесте, Паоло Салуччи, астрономы пока что не располагают достаточно мощными телескопами, и такая проверка выходит за рамки возможного в наши дни.