Космически кораб, минал през червеева дупка, би могъл да изпрати сигнал обратно

Ако някога попаднете в червеева дупка в космоса, няма връщане назад. Тя ще се затвори зад вас. Но може да имате достатъчно време, за да изпратите съобщение на останалите от другата страна, съобщават изследователи в списание Physical Review D.

Все още никой не е виждал червеева дупка, но теоретично те биха могли да осигурят преки пътища до отдалечени части на Вселената или до други вселени, ако съществуват. Физиците отдавна знаят, че един от най-често изучаваните видове червееви дупки e изключително нестабилен и ще се разпадне, ако в него влезе някаква материя. Не бе ясно обаче колко бързо може да се случи това или какво означава това за нещо или някого, който се насочва към нея.

Сега нова компютърна симулация показва как един вид червеева дупка би реагирала, когато нещо премине през нея.

Ако построим сонда и я изпратим през червеева дупка и не ни трябва непременно да се върне обратно, защото се знае, че червеевата дупка ще колапсира - но може ли светлинен сигнал да се върне във времето преди разпадането ѝ?

"Ние открихме, че това е възможно", разказва Бен Кейн (Ben Kain), физик в Колидж оф Холи Крос в Уорчестър, Масачузетс

Бен Кейн и двама негови студенти симулират преодолима червеева дупка, за да да изследват какво ще се случи, когато в нея влезе материя. Те откриват, че ако се пусне нормална материя, червеевата дупка ще колапсира бързо, но не толкова бързо, че на теория да не може да се изпрати съобщение обратно.

_{Кредит: StarTalk}

Симулираната от тях червеева дупка се държи отворена от екзотичен вид теоретична материя, наречена призрачна материя, която има отрицателна енергия (маса). Съществуват някои доказателства, че много малки количества отрицателна енергия могат да бъдат създадени чрез квантови ефекти, но идеята, че някога може да има достатъчно количество, за да се създаде червеева дупка, все още е изключително спекулативна.

"Ние просто поставяме отрицателен знак пред енергията. От физична гледна точка това може да е напълно нелепо, такава материя може да няма никаква връзка с реалността", обяснява Кейн. "Но ние просто се опитваме да разберем как би могла да изглежда една червеева дупка и как бихме могли да я симулираме - червеевите дупки по начало са хипотетични, така че използването на хипотетична материя може би не е най-големият компромис."

Отрицателната енергия е необходима при симулациите, за да се направи червеевата дупка проходима.

"Това е на границата на това какво е наука и какво не е - не нарушава законите на физиката, но вероятно няма да може да бъде реализирано скоро", коментира Франсиско Гусман (Francisco Guzmán) от Университета "Свети Николас от Идалго" в Мичоакан, Мексико. "Това е нещо като зоната на здрача в науката."

Въпреки това, смята Гусман, симулирането на спекулативни обекти като тези червееви дупки би могло да ни помогне да разберем екстремните явления в пространство-времето, които е по-вероятно да съществуват.

Този конкретен вид червеева дупка не би изглеждал като по-традиционните червееви дупки с черни дупки в двата края.

"Тя би изглеждала точно като пространството около нея", обяснява Кейн. Но ако се добави малко обикновена материя, тунелът ще започне да се стеснява, а след това ще се затвори, а записите в двата края ще се разрушат и ще се превърнат в две отделни черни дупки.

Въпреки че този процес би бил бърз, той не би бил мигновен. "Няма начин да се върнете, след като сте преминали през него, но бихте могли да изпратите сигнал до приятелите си", посочва Кейн. Това означава, че хипотетично би могло да се изпрати сонда през този вид червеева дупка, за да се научи нещо за другата страна - въпреки че в симулациите не цялата материя е преминала през червеевата дупка, така че не е ясно дали сондата ще стигне цяла.

За съжаление фактът, че този вид червеева дупка би се разрушила, когато в нея попадне каквато и да е материя, означава също, че би било изключително трудно да се поддържа такава дупка за някакъв разумен период от време.

"Разбира се, след като една от тези червееви дупки се образува, през нея би могъл да премине сигнал, но все още остава въпросът как изобщо може да се образува такава дупка", подчертава Оливие Сарбах (Olivier Sarbach), също от Университета "Свети Николас от Идалго" в Мичоакан, Мексико. "Те са много нестабилни, така че би било много трудно да се конструират."

Следващата стъпка, споделя Кейн, е да се приложат подобни методи за изучаване на по-правдоподобни видове червееви дупки и да се види какво можем да научим от тях за механиката на пространство-времето.

Справка:

K. Calhoun, B. Fay and B. Kain. Matter traveling through a wormhole. Physical Review D. Vol. 106, November 15, 2022, 104054. doi: 10.1103/PhysRevD.106.104054.

Източник:

We could get messages back from spacecraft sent through a wormhole, Science News

It may be possible to traverse a wormhole and then send a signal home, New Scientist