Що можна побачити, подорожуючи червоточиною?

Враховуючи все, що ми знаємо про закони, які керують Всесвітом, виглядає вкрай малоймовірним (якщо взагалі допустимим), що одного разу ми зможемо проїхати всю дорогу від Землі до далекої сторони нашої галактики.

Це ще більш малоймовірно, ніж ймовірність того, що ми зможемо подорожувати між зірками або просто знайдемо екзопланету, на якій зможемо осісти надовго. Космос неймовірно величезний і продовжує рости з кожним днем.

Зрозуміло, вчені придумали кілька рішень наших проблем з переміщенням, включаючи варп-двигуни, в ефективності яких майже не сумніваються. Але є ще один обхідний шлях, який досі не був доведений: червоточини. Якщо ви не знайомі з ними, червоточини - це суто теоретичні «структури», які в основному бувають двох видів.

Перший тип червоточин можна порівняти з якорями, які пов'язують наш Всесвіт з іншими всесвітами, існуючими в мультивселеному (просто кажучи, це портали в інші всесвіти). Такі червоточини інертні до звичайної матерії, і їх неможливо підтримувати відкритими без деяких екзотичних видів матерії. Як варіант, деякі фізики припускають, що надмасивні чорні діри, що існують в центрі більшості великих галактик, можуть бути червоточинами насправді. Вони навіть запропонували спосіб перевірити цю гіпотезу.

З другим типом більшість людей знайомі: це місця, в яких простір-час замикається на собі, утворюючи «мости», які не тільки пов'язують дві віддалених точки в просторі, але і створюють короткий перехід між ними (подібно складеному аркушу паперу). Ви можете увійти в червоточину з одного місця і виявити себе з іншого боку. Варто зазначити, що якщо ці структури існують, що можливо, враховуючи той факт, що один тип червоточин підтримується загальною теорією відносності Ейнштейна (хоча б математично), вони все ще можуть бути непрохідними.

Навіть якщо деякі типи можуть бути прохідними, все одно потрібно подолати масу досить складних перешкод, щоб дістатися до іншої сторони, не будучи подрібненим в трильйон дрібних шматочків або просто не згоріти.

Незважаючи на те, що ніхто ніколи не бачив червоточини і не знаходив остаточні докази їх існування, виникає цікаве питання: як це було б - пройти через кротову нору і вижити? Що б ви там побачили? Звичайно, ніхто не може з упевненістю відповісти на це питання. Але ось цей ролик, наприклад, показує, як це могло б бути.

Ця анімація, створена Ендрю Гамільтоном, астрофізиком з Колорадського університету, заснована не на тому типі чорних дір, до яких ми звикли (Шварцшильда), а на типі чорних дір Райснера-Нордстрьома (ці чорні діри характеризуються як об'єкти з масою і електричним зарядом, але без спина).

Ця відмінність важлива, оскільки сам Гамільтон писав наступне: «Велика різниця між зарядженою (Райснера-Нордстрема) і незарядженою чорною дірою полягає в тому, що математичне рішення першої чорної діри буде припускати шлях в один кінець, який з'єднає чорну діру з білою і виведе вас в інший простір і час».

Що ми побачимо?

Далі йде цитата самого Гамільтона:

"За межами зовнішнього горизонту орбітальна структура зарядженої чорної діри Райснера-Нордстрема аналогічна незарядженій чорній дірі Шварцшильда, з регіонами, де кругові орбіти стабільні, нестабільні і не існують. Але в той час, як незаряджена чорна діра володіє одним горизонтом, у зарядженої їх два - зовнішній і внутрішній ".

Після того як ви пройдете через перший горизонт (зовнішній), ви зустрінетеся з другим кордоном, внутрішнім горизонтом. Гамільтон стверджує, що ця поїздка може зайняти близько 20 секунд, якщо припустити, що чорна діра буде тих же розмірів, що і надмасивна чорна діра в центральній області Чумацького Шляху, Стрілець А *.

Гамільтон продовжує: «Поїздка до зовнішнього горизонту чорної діри Райснера-Нордстрема схожа на поїздку в чорній дірі Шварцшильда». Після того як ви повністю подолаєте зовнішній поріг, ваш огляд розділиться на дві частини в обох сценаріях. Тільки ви навіть не дізналися б, що завершили подорож.

У цей момент ваші очі почнуть обманювати вас, інтер'єр буде на вид стискатися і розширюватися, але виглядати все меншим і меншим у міру того, як ви падаєте всередину. Це стиснення викликано релятивістським ефектом. Він же призводить до того, що світло зовнішнього Всесвіту стає яскравішим і зміщується до синього навколо чорної діри.

Цей огляд зміниться, коли ви увійдете у внутрішній горизонт. Чим далі ви падаєте, тим більше витягується внутрішній потік простору-часу, що «сповільнюється гравітаційним відштовхуванням, виробленим негативним тиском радіального електричного поля». Як тільки ви досягнете певного радіусу, потік простору-часу досягне швидкості світла, і ви зустрінетеся з усім світлом та інформацією, які вислизали від вас до цього моменту.

Крізь внутрішній горизонт

У цей момент, «якщо ви подивитеся на свої ноги, то побачите їх нижче вас, але насправді світло, що випромінюється вашими ногами, з того часу, коли вони були за межами поточної позиції ваших очей». Вони будуть витягнуті як спагеті. Водночас на внутрішньому горизонті ви постраждаєте від нескінченно яскравого і нескінченно енергійного спалаху світла.

Цей спалах світла буде зображенням внутрішнього всесвіту, відображеного гравітаційно відштовхуючою сингулярністю. Спалах світла містить всю історію Всесвіту, нескінченно прискорену. Далі - біла діра.

Тепер ви, нарешті, переходите до останнього етапу подорожі. "Як тільки ви проходите через зовнішній горизонт білої діри, в черговий раз ви бачите нескінченно яскравий і енергійний спалах світла. Цього разу це світло нового всесвіту, який був укладений у білій дірі. Спалах світла містить всю минулу історію нового всесвіту ".

"Обернувшись і подивившись назад, ви побачили б білу діру, з якої з'явилися. Ви побачите світ вашого початкового Всесвіту. Світло пройшло той же шлях, що і ви, через чорну діру, червоточину, через білу діру і в новий всесвіт ".

Проте Гамільтон підкреслює важливий момент, відзначаючи, що "оскільки геометрія Райснера-Нордстрема - це всього лише математичне рішення, вона не вказує, де або коли починається новий всесвіт. Ви можете допустити, якщо вам подобається, що новий всесвіт буде іншим простором і часом у нашому власному Всесвіті. Але в реальності геометрія Райснера-Нордстрема не буде фізично послідовним рішенням для чорної діри. Насправді там немає нового всесвіту ".

Що буде, якщо вижити?

За певних обставин ви могли б пережити приливні сили горизонту подій або чорної діри. Передбачається, що якщо чорна діра буде досить великою (скажімо, діаметром з нашу Сонячну систему), ви, можливо, зможете пережити процес «спагеттифікації» досить довго, щоб засвідчити щось дійсно круте. Коротше кажучи, чим більше чорна діра, тим менш екстремальна її поверхня. Якщо чорна діра буде досить великою, ви зможете зберегти (в теорії) свою структурну цілісність.

Враховуючи основні положення загальної та спеціальної теорії відносності - що чим швидше об'єкти рухаються в просторі, тим повільніше вони рухаються в часі - ми можемо зробити висновок, що кожен об'єкт, включаючи вас, який буде поглинений чорною дірою, зможе відчути наслідки уповільнення часу, викликані викривленням простору-часу.

І навпаки, ті об'єкти, які увійдуть в чорну діру після вас, будуть відчувати менше уповільнення часу. Таким чином, якщо ви будете в змозі подивитися прямо в чорну діру, в яку ви падаєте з релятивістською швидкістю, ви побачите кожен об'єкт, що впав в неї в минулому. Якщо ви подивитеся назад, ви побачите все, що впало в чорну діру після вас.

Ви побачите всю історію цього конкретного місця в космосі з моменту створення Всесвіту і до кінця часу (принаймні до тих пір, поки чорна діра не випарується під дією випромінювання Гокінга).