С научной точки зрения кротовая нора — это гипотетический топологический объект, представляющий собой «туннель», соединяющий две удаленные точки пространства-времени. В физике такое явление официально называется мостом Эйнштейна — Розена. Важно заметить, что существование кротовых нор — не доказано.
Представьте себе лист бумаги, на котором отмечены две точки в разных концах. Самый короткий путь между ними — прямая линия. Однако, если согнуть лист так, чтобы точки оказались друг над другом, и проткнуть их иголкой, расстояние между ними сократится. Именно так может работать кротовая нора: она не заставляет объект двигаться быстрее скорости света, она просто сокращает само расстояние, которое нужно преодолеть.
Теоретическая основа
Концепция червоточин базируется на общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Согласно ей, массивы материи и энергии искривляют пространство-время вокруг себя. Гравитация — это и есть результат такого искривления.
Если пространство-время достаточно гибкое, то при экстремальных условиях оно может искривляться настолько сильно, что образуются своего рода «складки» или «дыры». Математически уравнения Эйнштейна допускают существование таких структур, что делает кротовые норы теоретически возможными, хотя физически они никогда не были обнаружены.
Виды кротовых нор и проблема стабильности
Их делят на несколько типов в зависимости от возможности прохождения сквозь них.
Непроходимые кротовые норы (Мосты Эйнштейна — Розена)
Это первичные модели червоточин (кротовых нор). Согласно расчетам, такие норы открываются и закрываются почти мгновенно. Любой объект, попытавшийся войти в такой туннель, будет раздавлен гравитацией до того, как успеет достичь другого конца. Такие структуры могут быть крайне нестабильны и склонны к коллапсу.
Проходимые кротовые норы
Чтобы кротовая нора стала пригодной для путешествий, ее «горловина» должна оставаться открытой. Для этого требуется нечто, что противодействовало бы колоссальному притяжению гравитации, стремящемуся схлопнуть туннель.
Для стабилизации проходимой кротовой норы необходима экзотическая материя. Это гипотетическое вещество с отрицательной плотностью энергии. В отличие от обычной материи, которая притягивает объекты, экзотическая материя может обладать эффектом «антигравитации» (отталкивания), что позволило бы удерживать стенки червоточины в открытом состоянии.
Микроскопические кротовые норы
Некоторые гипотезы предполагают, что на квантовом уровне такие структуры могут возникать, но очень кратковременно. Это не то же самое, что тоннель для путешествий в космосе.
Связь с черными и белыми дырами
В классических моделях кротовая нора часто представляется как связка из двух объектов: черной дыры и белой дыры.
Черная дыра выступает в роли «входа». Она поглощает всё вещество и свет, затягивая их в сингулярность.
Белая дыра выступает в роли «выхода». Она не может ничего поглощать, а только выбрасывает вещество и излучение в пространство.
В этой схеме кротовая нора является туннелем, соединяющим эти две точки. Однако проблема в том, что белые дыры остаются чисто математической абстракцией и никогда не были зафиксированы в реальности.
Кротовые норы и путешествия во времени
Если один конец кротовой норы перемещать с релятивистской скоростью (близкой к скорости света) или поместить его в сильное гравитационное поле, то из-за эффекта замедления времени между двумя концами возникнет временной сдвиг.
В таком случае кротовая нора превращается в машину времени. Пройдя сквозь нее, путешественник мог бы (в теории) оказаться в прошлом или будущем относительно точки входа.
Заключение
Кротовые норы — это гипотетические туннели в пространстве-времени, которые в теории могут соединять удаленные области Вселенной. Сейчас они остаются математической моделью, а не доказанным космическим объектом.