В фильме "Интерстеллар" (2014) человечество, оказавшись на грани вымирания, использует червоточину, обнаруженную недалеко от Сатурна, чтобы путешествовать между галактиками за считанные минуты в поисках новой обитаемой планеты. Этот захватывающий сюжет отражает одно из самых интригующих представлений науки: возможность преодоления огромных космических расстояний с помощью червоточин.
Подобные порталы используются и в научно-фантастическом сериале "Звездные врата", где сеть червоточин позволяет мгновенно перемещаться между отдаленными планетами. В культовом "Звездном пути" червоточины тоже играют ключевую роль, позволяя людям и инопланетянам пересекать галактику Млечный Путь в мгновение ока.
Червоточины, будь они естественными или искусственно созданными, представляют собой идеальные "космические лифты", способные преодолеть расстояния, которые иначе потребовали бы сотен или даже тысяч лет даже при путешествии со скоростью света. Они описываются как туннели, соединяющие два отдаленных места в пространстве-времени, словно складывая ткань самой Вселенной.
Хотя это звучит как научная фантастика, математические расчеты показывают, что червоточина может быть таким же реальным пространственно-временным феноменом, как и черная дыра. Удивительно, но 60 лет назад черные дыры тоже считались гипотетическими образованиями, и только недавно астрономы получили реальные доказательства их существования.
Современная наука еще не обнаружила никаких конкретных доказательств существования червоточин. Ни один телескоп, ускоритель частиц или спутник не зафиксировал их. Тем не менее, некоторые астрофизики убеждены, что мы могли бы обнаружить их, если бы наши технологии продвинулись достаточно далеко.
В 1935 году Альберт Эйнштейн и Натан Розен предложили математическую концепцию, известную как мост Эйнштейна-Розена, которая указывает на возможность кратчайшего пути в пространстве-времени. Позже физик Джон Арчибальд Уилер в 1957 году назвал это явление "червоточиной".
Согласно общей теории относительности, пространство и время представляют собой единое "полотно", свойства которого определяют движение всех межзвездных тел, таких как планеты, звезды и галактики. Масса этих объектов вызывает искривление этого полотна, что мы ощущаем как гравитацию. Чтобы понять, что делает червоточина, представьте шарф с муравьем на одном конце.
Шарф имеет ширину около шести футов, и муравью понадобилось бы время, чтобы пересечь его. Но если сложить шарф так, чтобы противоположные концы оказались рядом, и соединить их трубкой, то муравей сможет преодолеть расстояние практически мгновенно. Это и есть червоточина: мост, соединяющий два отдаленных места, возникающий в более высоком измерении.
Однако все это пока остается лишь теорией. В реальной жизни, чтобы получить доступ к червоточине, ученым, возможно, придется обратиться к квантовой физике, изучающей поведение Вселенной на мельчайших масштабах. Принципы квантовой физики предполагают, что микроскопические червоточины могут появляться и исчезать в пространстве-времени подобно мыльным пузырям.
Эти червоточины — часть того, что ученые называют "квантовой пеной". Теоретически, если бы мы смогли захватить одну из этих микроскопических червоточин и увеличить ее, мы могли бы создать стабильный портал, пригодный для путешествий.
Допустим, развитая цивилизация смогла создать червоточину в космосе. Тогда возникает вопрос: что произойдет, если попытаться пройти через нее? Первая проблема — усиливающаяся гравитация, способная разорвать любой корабль на части. Внутри червоточины из-за гравитационного линзирования искажается свет, создавая потусторонние эффекты. Более того, есть большая вероятность, что червоточина схлопнется.
Чтобы удержать ее открытой, необходимы огромные объемы экзотической материи, которая имеет свойства, противоположные обычной материи, такие как отрицательная масса.
Интересно, что путешествие через червоточину не только перемещает в пространстве, но и искажает время. Согласно некоторым теориям, можно попасть в прошлое или будущее в зависимости от того, как и когда вы войдете в червоточину. Например, если один конец червоточины был разогнан почти до скорости света, время на этом конце будет идти медленнее, чем на другом конце.
Это создает потенциальную возможность путешествия во времени, хотя и остается чисто теоретическим предположением на данный момент.
Теоретик и научный консультант "Интерстеллара" Кип Торн, утверждает, что использование червоточин для путешествий во времени пока остается мысленным экспериментом. Однако он верит, что однажды это станет возможным.
"Вы попадаете в так называемый парадокс потери информации", — объясняет Торн, описывая сложность путешествий во времени через червоточины.
На данный момент ученые могут лишь размышлять о червоточинах, проводя мысленные эксперименты, которые иногда позволяют проникнуть в самые глубокие тайны законов природы.