Як виявити червоточину (якщо вони існують)?

У теоретичному дослідженні фізики припускають, що збудження в орбітах зірок поблизу надмасивних чорних дір можна використати для виявлення червоточин.

Нове дослідження окреслює у загальних рисах метод виявлення спекулятивного явища, яке вже давно захоплює уяву любителів наукової фантастики: червоточини, які утворюють прохід між двома окремими областями простору-часу, розповідають в Університеті Буффало, Нью-Йорк.

Такі шляхи можуть з'єднувати одну область нашого Всесвіту з іншим часом та/або місцем всередині нашого Всесвіту, або взагалі з іншим всесвітом вцілому.

Чи існують червоточини, залишається предметом спорів. Але у праці, опублікованій у Physical Review D, фізики описують техніку виявлення цих мостів.

Метод зосереджується на виявленні червоточини навколо Стрільця А*, об’єкта, який, як вважається, є надмасивною чорною дірою в центрі галактики Чумацький Шлях. Хоча там немає жодних свідчень про наявність червоточини, але це добре місце для пошуку червоточини, яка, як очікується, потребує екстремальних гравітаційних умов, наприклад, присутніх у надмасивних чорних дірах.

У новій статті вчені пишуть, що якщо в Стрільці А* існує червоточина, то на сусідні зорі впливала би гравітація зірок на іншому кінці проходу. В результаті, можна було б виявити наявність червоточини шляхом пошуку невеликих відхилень в очікуваніх орбітах зірок біля Стрільця А*.

"Якщо ви маєте дві зірки, по одній на кожній стороні червоточини, зірка з нашого боку повинна відчувати гравітаційний вплив зірки, яка знаходиться на іншій стороні. Гравітаційний потік пройде через червоточину", - каже Дежан Стойкович, Ph.D., космолог і професор фізики в Коледжі мистецтв і наук Університету Буффало. "Отже, якщо ви зобразите очікувану орбіту зірки навколо Стрільця A*, ви повинні побачити відхилення від цієї орбіти, якщо там, з іншого боку, є червоточина із зіркою", - додав він.

Стойкович проводив дослідження з першим автором Де-Чан Даєм, Ph.D., з Університету Янчжоу в Китаї та Західного резервного університету Кейса.

Уважний погляд на зірку S2, що обертається навколо Стрільця A*

Стойкович зазначає, що якщо червоточини коли-небудь будуть виявленими, вони не будуть таким, як це зачасту передбачає наукова фантастика.

"Навіть якщо червоточина прохідна, люди і космічні кораблі, швидше за все, не пройдуть, - каже він. - Реально, вам знадобиться джерело негативної енергії, щоб тримати червоточину відкритою, і ми не знаємо, як це зробити. Щоб створити величезну стабільну червоточину, вам потрібна якась магія".

Тим не менш, червоточини - прохідні чи ні - є цікавим теоретичним явищем для вивчення. Хоча немає експериментальних доказів того, що ці проходи існують, згідно теорії, вони є можливими. Як пояснює Стойкович, червоточини - це "законне рішення рівнянь Ейнштейна".

Дослідження, опубліковане у Physical Review D, присвячене тому, як вчені можуть вполювати червоточину, шукаючи збурення на шляху S2 - зірки, яку астрономи спостерігали на орбіті Стрільця А*.

Хоча сучасні методи спостереження ще недостатньо точні, щоб виявити наявність червоточини, Стойкович каже, що збір даних про S2 протягом більш тривалого періоду часу або розробка методів для більш точного відстеження руху дозволили б зробити таке визначення можливим. За його словами, ці досягнення не за горами, і можуть статися протягом одного-двох десятиліть.

Однак, Стойкович застерігає, що, хоча новий метод може бути використаний для виявлення червоточини, якщо там така є, він не буде строго доводити наявність червоточини.

"Коли ми досягнемо точності, необхідної в наших спостереженнях, ми можемо сказати, що червоточина - це найімовірніше пояснення, якщо ми виявимо збурення на орбіті S2, - говорить він. - Але ми не можемо сказати, що "Так, це, безумовно, червоточина". Можливо, є ще якесь пояснення, щось інше з нашого боку, що порушує рух цієї зірки."

За словами Стойковича, хоча це опубліковане дослідження зосереджується на прохідних червоточинах, техніка, яку воно окреслює, може свідчити про наявність прохідної або непрохідної червоточини. Він пояснює, що оскільки гравітація - це викривлення простору-часу, дія гравітації відчуваються по обидва боки червоточини, в незалежності від того, чи можуть проходити об’єкти, чи ні.

Робота Дая була підтримана Національним науковим фондом Китаю, Національною програмою фундаментальних досліджень Китаю та Шанхайською програмою наукових і технологічних досліджень, а робота Стойковича - Національним науковим фондом США.

Як розповідалося, чорна діра в центрі нашої галактики, схоже, стає голоднішою, а близько від Стрільця A* виник титанічний і такий, що розширюється, промінь енергії.

Читайте ще цікаві новини про космос.