Простите, фанаты «Интерстеллара»: червоточина — это не тоннель к звёздам, а тупик, где время идёт вспять
Физик доказал, что мост Эйнштейна–Розена ведёт не в другую галактику…
Физик-теоретик Энрике Гастаньяга из Университета Портсмута предложил иначе взглянуть на один из самых популярных образов научной фантастики - червоточины. В статье для Classical and Quantum Gravity он спорит с привычной идеей, что мост Эйнштейна-Розена работает как тоннель через пространственно-временной континуум. В его трактовке эта конструкция больше похожа на зеркало: она связывает две симметричные версии пространства-времени с противоположным направлением течения времени.
В 1935 году Альберт Эйнштейн и Натан Розен разбирали, какие формы может принимать пространство и время, если в них есть сильная гравитация. Они работали в рамках общей теории относительности, сокращённо ОТО. Это теория, которая описывает гравитацию не как силу в привычном смысле, а как искривление пространства-времени: масса и энергия как бы гнут его, и из-за этого меняются траектории света и движения тел.
В их расчётах появилось решение, где пространство-время устроено так, будто есть две области, соединённые узким «перешейком». Геометрически это и напоминает мост, поэтому позже за ним закрепилось название мост Эйнштейна-Розена. Уже потом этот образ стали связывать с идеей короткого пути между далёкими местами во Вселенной.
Тут и начинается ключевой момент. В общей теории относительности мост Эйнштейна-Розена сам по себе не остаётся открытым. Узкая часть такой структуры получается нестабильной и схлопывается почти сразу. По расчётам, времени не хватает даже свету, который движется максимально быстро. Если луч не успевает пройти, то вещество тем более не сможет пролететь сквозь мост. Поэтому в рамках классической ОТО эту конструкцию нельзя использовать как рабочий тоннель для полётов на космические расстояния.
Дальше команда предлагает иначе читать ту же математику, с учётом современных идей из квантовой физики. В их версии мост описывает не короткий путь между двумя точками в пространстве, а связь двух зеркальных вариантов пространства-времени. В одном время течёт привычно, вперёд. В другом направление времени противоположное, процессы выглядят как обратные. Речь не о том, что кто-то может отправиться в прошлое. Авторы обсуждают симметричную часть модели, которая получается из уравнений и ведёт себя как отдельная область.
Этот ход они связывают с парадоксом информации чёрной дыры. Конфликт такой: квантовая механика требует, чтобы информация не пропадала бесследно, а классическая общая теория относительности допускает картину, где всё, что пересекло горизонт событий, для внешнего наблюдателя потеряно навсегда. В модели Гастаньаги информация не исчезает. Она уходит в зеркальную часть моста, где время течёт в обратном направлении, поэтому сохраняется, но оказывается по другую сторону этой симметрии.
Авторы пытаются связать идею не только с уравнениями, но и с наблюдениями. Они указывают на реликтовое микроволновое излучение. Это слабое излучение, которое осталось с ранних этапов Вселенной и несёт «отпечаток» её состояния в далёком прошлом. Около двух десятилетий обсуждают небольшую асимметрию в этих данных: заметен слабый перекос, то есть одна ориентация встречается чуть чаще, чем её зеркальный вариант. В стандартных моделях такое обычно объясняют редкой статистической случайностью. Команда Гастаньаги считает, что наблюдаемый рисунок лучше укладывается в картину с зеркальной квантовой компонентой.
Из той же логики авторы выводят ещё одну мысль: Большой взрыв мог быть не абсолютным началом времени. В статье обсуждают сценарий Big Bounce, то есть большой отскок. В нём до расширения была стадия сжатия. При достижении критической плотности система не проваливается в бесконечную сингулярность, а переходит в расширение и формирует нашу Вселенную. В таком варианте у космоса могла быть физическая предыстория. В тексте также упоминается гипотеза, что наша Вселенная может быть внутренней областью чёрной дыры, которая образовалась в другом космосе.
Исследователи подчёркивают, что не пытаются отменить Эйнштейна или квантовую механику. Их цель - собрать единую картину, где гравитация на микромасштабе описывается без противоречия с сохранением информации.
Дальше авторы предлагают искать подтверждения или опровержения в новых наблюдениях. В качестве кандидатов они называют данные о тёмной материи и «реликтах» ранней Вселенной, которые человечество получит в будущем. Чем точнее будут измерения и чем больше независимых наборов данных появится, тем проще станет проверить, есть ли в космологии следы модели с обращённым временем.