Как выявить червоточину (если они существуют)?

В теоретическом исследовании физики предполагают, что возбуждения в орбитах звезд вблизи сверхмассивных черных дыр можно использовать для выявления червоточин.

Новое исследование определяет в общих чертах метод обнаружения спекулятивного явления, которое уже давно захватывает воображение любителей научной фантастики: червоточины, которые образуют проход между двумя отдельными областями пространства-времени, рассказывают в Университете Буффало, Нью-Йорк.

Такие пути могут соединять одну область нашей Вселенной с другим временем и/или местом внутри нашей Вселенной, или вообще с другой вселенной в целом.

Существуют ли червоточины, остается предметом споров. Но в работе, опубликованной во Physical Review D, физики описывают технику выявления этих мостов.

Метод сосредотачивается на обнаружении червоточины вокруг Стрельца А*, объекта, который, как считается, является сверхмассивной черной дырой в центре галактики Млечный Путь. Хотя там нет никаких свидетельств о наличии червоточины, но это хорошее место для поиска червоточины, которая, как ожидается, требует экстремальных гравитационных условий, например, присутствующих в сверхмассивных черных дырах.

В новой статье ученые пишут, что если в Стрельце А* существует червоточина, то на соседние звезды влияла бы гравитация звезд на другом конце прохода. В результате, можно было бы выявить наличие червоточины путем поиска небольших отклонений в ожидаемых орбитах звезд у Стрельца А*.

"Если вы имеете две звезды, по одной на каждой стороне червоточины, звезда с нашей стороны должна чувствовать гравитационное воздействие звезды, которая находится на другой стороне. Гравитационное поток пройдет через червоточину", - говорит Дежан Стойкович, Ph.D., космолог и профессор физики в Колледже искусств и наук Университета Буффало. "Итак, если вы изобразите ожидаемую орбиту звезды вокруг Стрельца A*, вы должны увидеть отклонения от этой орбиты, если там, с другой стороны, есть червоточина со звездой", - добавил он.

Стойкович проводил исследования с первым автором Где-Чан Даем, Ph.D. из Университета Янчжоу в Китае и Западного резервного университета Кейса.

Пристальный взгляд на звезду S2, вращающуюся вокруг Стрельца A*

Стойкович отмечает, что если червоточины когда-нибудь будут выявлены, они не будут таким, как это зачастую предполагает научная фантастика.

"Даже если червоточина проходная, люди и космические корабли, скорее всего, не пройдут, - говорит он. - Реально, вам понадобится источник негативной энергии, чтобы держать червоточину открытой, и мы не знаем, как это сделать. Чтобы создать огромную стабильную червоточину, вам нужна какая-то магия".

Тем не менее, червоточины - проходные или нет – являются интересным теоретическим явлением для изучения. Хотя нет экспериментальных доказательств того, что эти проходы существуют, согласно теории, они возможны. Как объясняет Стойкович, червоточины - это "законное решение уравнений Эйнштейна".

Исследование, опубликованное в Physical Review D, посвящено тому, как ученые могут поймать червоточину, ища возмущения на пути S2 - звезды, астрономы наблюдали на орбите Стрельца А*.

Хотя современные методы наблюдения еще недостаточно точны, чтобы выявить наличие червоточины, Стойкович говорит, что сбор данных о S2 в течение более длительного периода времени или разработка методов для более точного отслеживания движения позволили бы сделать такое определение возможным. По его словам, эти достижения не за горами, и могут произойти в течение одного-двух десятилетий.

Однако, Стойкович предостерегает, что, хотя новый метод может быть использован для выявления червоточины, если там такая есть, он не будет строго доказывать наличие червоточины.

"Когда мы достигнем точности, необходимой в наших наблюдениях, мы можем сказать, что червоточина - это скорее объяснение, если мы обнаружим возмущения на орбите S2, - говорит он. - Но мы не можем сказать, что "Да, это, безусловно, червоточина". Возможно, есть еще какое-то объяснение, что-то другое с нашей стороны, что нарушает движение этой звезды."

По словам Стойковича, хотя это опубликованное исследование сосредотачивается на проходных червоточинах, техника, которую оно определяет, может свидетельствовать о наличии проходной или непроходной червоточины. Он объясняет, что поскольку гравитация - это искривление пространства-времени, действие гравитации ощущаются по обе стороны червоточины, в независимости от того, могут проходить объекты или нет.

Работа Дая была поддержана Национальным научным фондом Китая, Национальной программой фундаментальных исследований Китая и Шанхайской программой научных и технологических исследований, а работа Стойковича - Национальным научным фондом США.

Как рассказывалось, черная дыра в центре нашей галактики, похоже, становится голоднее, а близко от Стрельца A* возник титанический и расширяющийся луч энергии.

Читайте еще интересные новости о космосе.