От моста Эйнштейна-Розена до трубы Красникова. Сложности «Кротовых нор»
Привет, Кирилл Масленников, пулковский астроном, ведущий научно-популярного канала "Курицы". Я хотел сегодня затронуть какую-то рискованную тему. Все в том, что мне многие катка пишут, что я часто слишком упрощаю свои рассказы. Вот, может, это хорошо для тех, кто не совсем в теме, но, может быть, слишком просто для тех, кто по-настоящему глубоко интересуется астрономией.
Мне захотелось сегодня поговорить о очень сложном и экзотическом классе объектов. Я даже с некоторым страхом к этому приступаю, потому что, в конечном счете, должны об этом говорить люди, которые занимаются ими непосредственно. О таких на свете я скажу, без привлечения, не более человек, может быть, двухсот-трехсот, кто по-настоящему глубоко в этой теме находится.
Я хочу поговорить о кротовых норах. Верно, некоторые слышали такие слова — "кротовые норы", "карта вин" — и еще их называют. Надо сказать, что это вообще-то русское название, исходное название другое. Исходное название — "wormhole", значит, "червоточина". То есть не крот прорыл эту нору, а червячок.
Знаете, кто придумал это название? Придумал Джон Арчибальд Уилер. Может, даже никто не слушает, кто это такой, а это очень крупная величина в науке XX века. Почти в столь ему было, когда он скончался. И никто иной, как он, придумал название для "колб турнедо". Это название принадлежит ему, и название "кротовая нора" тоже придумал он. Более того, это тот самый человек, который сформулировал сильный антропный принцип.
Тут я не могу немножко не отличиться в сторону и сказать еще об этом два слова. С первого взгляда совершенно бредовая идея. Ее, примерно, можно выразить так, в острой форме: для того чтобы существовала вселенная, необходим наблюдатель. Необходима слабая антропный принцип, он такой более понятный, и он просто говорит, что вселенная устроена так, что мы можем в ней жить.
Если она была устроена иначе, нас просто не было, никому было бы разговаривать. Исследуй, устроена именно так, что мы можем выжить. Это еще можно понять. Сильный принцип заключается в том, что не просто вселенная устроена так, что может где-то жить, а без нас вселенная бы не существовала. Вы только вдумайтесь в эту формулировку. Она крайне спорная, крайне острая.
По-моему, даже Эйнштейн в свое время говорил тому же самому дилеру: "Ты что, правда считаешь, что Луна существует только когда ты на нее смотришь?" Ну, ясное дело, что нет. Тем не менее, так просто этот принцип не опровергается. Я хочу, чтобы некоторые из вас хотя бы вспомнили, что существует такая вещь, как соотношения неопределенностей Гейзенберга. Это означает, что любое наблюдение искажает, изменяет окружающий мир.
Мы знаем это на квантовом уровне, когда речь идет о очень малых частицах, очень малых энергиях. Но принципиально это верно и для всего окружающего мира. А если так, то действительно получается, что присутствие измерителя, присутствие наблюдателя необратимо меняет всю вселенную. Эта мысль уже значительно ближе к тому, что говорил Джон Арчибальд Уилер.
Но все-таки сейчас не это наша тема. Если кому-то будет интересно, напишите, мы еще об этом устроим какой-то разговор. Так вот, кто такие кротовые норы? Тут мы должны начать с Эйнштейна и его уравнений.
Самые уравнения Эйнштейна — это вещь такая, о которой не сразу скажу, потому что это по сути дела уравнения, написанные в такой форме, в которой большая часть служителей просто не могла бы себя представить. Это тендерные уравнения, а тензоры — это некое расширение понятия вектора. Это матричная структура, которая, как бы, по идее многомерна и требует специальных обозначений для того, чтобы записывать.
То есть уравнение записано в такой форме, которую просто никто бы не распознал. В чем же суть этого явления, кротовые норы? Давайте посмотрим вот на эту бумагу как на образ метрики нашего пространства. Сейчас мы как бы знаем, что она глобально плоская, то есть наша вселенная плоская. Вот можно считать, что этот листочек бумаги символизирует кривизну, среднюю кривизну пространства нашей вселенной.
Но если имеется гравитирующая масса, очень сильная, то это пространство может изгибаться. Может изгибаться всякими способами. Если тут есть какой-то тяжелый, гравитирующий шар, то мы сейчас получим такой провисающий мешок. А можно представить себе такую конфигурацию, что этот комизма станет вот таким. А теперь возьмем и в этом месте проткнем насквозь так, что она пройдет через этот слой бумаги и через этот слой бумаги. Вот это и есть кротовая нора.
Если мы представим себе, что сюда входит какая-то воронка, которая выходит отсюда, получается, что мы можем из этой точки проникнуть в эту точку, хотя геометрически они расположены на огромном расстоянии. Возможно, что здесь миллионы световых лет, но благодаря тому, что метрика пространства имеет вот такую форму, оказывается, все эти точки находятся рядом. И через эту кротовую нору мы можем проникнуть практически мгновенно в точку, которая отстоит от нас на самом деле на расстоянии многих миллионов световых лет.
То есть как бы мы можем снять ограничение, которое накладывается на нас, же принцип остается скоростью света. Вот такой удивительный объект, и он известен давно. Эйнштейн был известен, но все сразу заметили, что, во-первых, существование таких нор нарушает принцип причинности. Если мы можем проникнуть в любую точку пространства, мы можем в другую точку времени тоже проникнуть.
Знаете, что пространство и время в теории Эйнштейна представляются собой некое единое целое? А нарушение принципа причинности мы не можем допустить. Это самое основа нашего мира. Дальше удалось показать еще две вещи: бывают такие норы, которые не проходили. То есть там получается так, что нора закрывается, прячем, вы успеваете в нее пролезть, облает, уходи.
Но тогда проблемы с принципом причинности, которые я уже сказал, получается, что для того чтобы стала, которая на raw вещество, которое заполняет ее, должна обладать какими-то совершенно фантастическими свойствами и должна быть так зла и моя отрицательная масса. Экзотическое вещество обычно. Если вы хотите, кто-нибудь двигает в какую сторону, вы это толкаете. И тогда по второму закону Ньютона эта штука приобретает ускорение пропорционально силе, которую вы прикладываете.
А в случае отрицательной массы все будет наоборот: вы толкаете туда, а она двигается сюда. Это довольно трудно себе представить. Так что до последнего времени, буквально в последних десятилетиях, кротовая нора была чисто, я бы сказал, таким умозрительным объектом. Причем по общему мнению мало возможным.
Пока в девяносто пятом году Сергей Красников, сотрудник Пулковской обсерватории, сказав, говоря, не доказал, что Янцы причинности не нарушается в определенном типе кротовых нор. Это было, на мой взгляд, довольно большое открытие, за счет. Он доказал, что нарушения принципа причинности определенной категории кротовых нор, а значит, каким-то образом он подтвердил возможность путешествий во времени.
Объект под названием "труба Красникова" — это именно такая кротовая нора, в которой не нарушается принцип причинности. Дальше, значит, как мы можем наблюдать кротовые норы? Можно это вообще делать? Я уж не говорю, можно ли в неё залезть. Кстати, в диссертации Казникова есть замечательная к словечку, там есть такой еще объект, который как бы позволяет проникнуть в кротовую нору.
Так вот, как можно наблюдать такой лаз? Как можно наблюдать кротовую нору, если это можно сделать с помощью наших? Оказывается, это возможно. И вот недавно скончавшийся Николай Владимирович Кардемиров, знаменитый астрофизик, его как раз идея была в том, что горловинами кротовых нор могут быть сверхмассивные черные дыры.
Это перекликается с идеей мультивселенной. Вы знаете, есть такая сейчас тоже экзотическая идея, что существует несколько вселенных одновременно. И вот, если представить себе, что в одной из средних есть черная дыра, а в другой белая. А белая дыра — это полная противоположность черной: если черная ничего из себя не выпускает, белая наоборот, ничего в себя не впускает и все вылетает из нее.
Так вот, вот такую пару белая и черная дыра можно представить себе, можно описать с помощью вот этих уравнений как карту. И тогда, запрыгивая в черную дыру, мы, возможно, сможем совершить путешествие по этому тоннелю и выскочить обратно. Вот эти вот сверхмассивные черные дыры, которые мы сейчас наблюдаем в центрах галактик, они, по крайней мере, некоторые из них могут оказаться входами, туннелями, порталами в другие вселенные.
В центрах галактик, в их ядрах есть очень компактный массивный объект. Большинство из них — наверно, массивные черные дыры. Предполагается, что возможно некоторые из этих ядер вовсе не черные дыры, а входы вот в эти кротовые. Не знаю, можно ли что-то еще сказать на эту тему, но надеюсь, что, по крайней мере, сегодня никто не упрекнет меня в том, что я слишком простые вещи затрагиваю в своих рассказах.
Задавайте вопросы, можете задавать личные вопросы. Если девочек раз, никого из которых я имею честь быть знакомым, и обещаю ему сократить его, просто передать. Подписывайтесь на наш канал. До встречи, счастливо! [музыка]