Червоточина Морриса-Торна – это один из видов проходимой «кротовой норы».
Кротовые норы делят на проходимые и непроходимые.
Проходимой кротовой норой называют такую нору, через которую теоретически возможно прохождение материи, энергии и информации.
Червоточины были открыты при помощи математики Л. Фламмом в 1916 году как решения уравнения поля Эйнштейна. Из уравнения Эйнштейна следует, что кротовая нора, которая предоставлена самой себе, очень мало живет.
Скептицизм относительно существования кротовых нор вызван тем, что непонятен механизм образования червоточин.
Кротовые норы во Вселенной
Кротовая нора – это теоретический объект, который описывается несингулярным решением уравнений Эйнштейна с парой больших (или) бесконечных областей пространства-времени, которые связывает горловина. Названные области могут находиться в одной Вселенной или принадлежать разным Вселенным (если рассматривается модель Мультивселенной).
Наиболее просто кротовую нору (червоточину) определяют как гипотетический кратчайший путь между удаленными точками Вселенной.
У кротовой норы имеются два входа, их называют устьями.
Устья соединяет туннель, который проходит сквозь гиперпространство.
Допустим, что одно устье расположено около Земли, а другое на орбите Веги, которая находится на расстоянии 26 световых лет от нас. Если войти в устье около Земли, то можно попасть в тоннель. Пройдя некоторое расстояние по тоннелю, мы выйдем из другого устья около Веги. Расстояние, которое нужно преодолеть по тоннелю червоточины может быть много меньше, чем расстояние между объектами, если перемещаться вне кротовой норы.
Основным отличием проходимой кротовой норы от модели черной дыры является отсутствие у первой горизонта событий. Гравитация червоточины является огромной, но если «заглянуть» внутрь тоннеля кротовины, то можно наблюдать свет прошлого.
В случае разных Вселенных «проходимые» кротовые норы считаются возможностью к исследованию других Вселенных.
Гипотетически существование кротовых нор следует из решений уравнений общей теории относительности, предложенной Эйнштейном.
Часть ученых полагает, что кротовые норы буду обнаружены или созданы.
Самыми заманчивыми перспективами применения черных дыр считаются:
- возможность путешествия во времени;
- путешествия в космическом пространстве с огромной скоростью.
Предполагается, что кротовые норы являются крайне нестабильными. Есть вероятность, что даже один фотон, который сделает попытку пройти через кротовую нору, вызовет ее разрушение.
В 1987 году М. Моррис и У. Юртсевер руководимые К. Торном опубликовали статью, в которой привели расчеты, описывающие возможность перемещения на межзвездные расстояния со сверхсветовой скоростью. В статье указывалось, что используемая для этого перемещения «червоточина» должна быть открытой достаточно длительное время, чтобы за это время через нее успел пролететь космический корабль. Исследователи пришли к выводу о том, что для такой кротовой норы необходимо вещество, имеющее отрицательную плотность энергии и большое отрицательное давление (эту материю назвали экзотической).
Ученые описали свою кротовую нору как объект, который удерживается в открытом состоянии при помощи сферической оболочки из экзотической материи.
Кротовые норы соединяют пару пространственно-временных точек, следовательно, они должны давать возможность двигаться не только в пространстве, но и во времени.
В 1988 году Торн и его коллеги исследовали ход времени в кротовой норе в момент перемещения. Но по общей теории относительности кротовую нору нельзя использовать для путешествия в прошлое до того момента, пока кротовина не станет машиной времени из-за ускорения одного из устьев норы.
Стратегии построения червоточин
К. Торн выделял две стратегии построения кротовой норы:
- квантовую,
- классическую.
Квантовая стратегия должна опираться на флуктуации вакуума. То есть на вероятностные флуктуации кривизны пространства, которые вызваны заимствованием энергии прилегающих частей пространства с дальнейшим возвратом ее. Предположительно вакуумные флуктуации гравитации имеются всегда и везде. Однако они становятся заметными в микрообластях. Дж. Уиллер сделал вывод о том, что если область имеет размер, равный длине Планка ($1,62\bullet 10^{-33}$ см), то флуктуации становятся настолько большими, что это пространство «вскипает» и становится квантовой пеной.
Получается, что квантовая пена имеется везде – и во внутреннем пространстве черных дыр и в пространстве между звезд, и в комнате, и в мозге.
Человек еще крайне мало знает о законах гравитации и плохо понимает, что такое «квантовая пена». Но можно выполнить мысленный эксперимент по созданию кротовой норы из квантовой пены, то есть вынув червоточину из квантовой пены.
Применяя классический метод следует провести деформацию и скручивание пространства на макроскопическом уровне. Далее следует прорвать две дырки в пространстве и сшить их вместе.
Любой подобный разрыв пространства-времени ведет к возникновению точки разрыва, то есть появлению сингулярности пространственно-временного континуума (резкой границы окончания пространства-времени).
В 1966 г. Р. Герох показал, что имеется возможность создать кротовину при помощи гладкой пространственно-временной деформации и скручивания и при этом не получить сингулярность. Это становится возможным при условии, что действия проводят не только с пространством, но и со временем. Конструирование подобной кротовой норы требует возможности движения во времени, для переноса объектов из поздних мгновений строительства к более ранним.
Далее, если червоточину уже удалось создать, то единственным способом удержать ее открытой и использовать для путешествий, является пропускание через не экзотической материи.
В этом смысле перспективными являются вакуумные флуктуации электромагнитного поля, так как они способны иметь отрицательную плотность энергии относительно пучка света в пространстве-времени, обладающем кривизной.
