Фантастика или наука? Ученые утверждают, что можно вернуться в прошлое с помощью кольцевой червоточины

Теоретические физики и юристы имеют много общего. Оба занимаются поиском лазеек и несоответствий в правилах, которые можно было бы как-то использовать в своих интересах.

Валерий П. Фролов и Андрей Зельников из Университета Альберты в Канаде и Павел Кртоуш из Карлова университета в Праге, возможно, не смогут освободить вас от штрафа за превышение скорости, но они могут найти достаточно свободы в законах физики, чтобы отправить вас назад во времени и предотвратить ваше нарушение.

Короткие пути через пространство-время, известные как червоточины, не являются признанными особенностями космоса. Но на протяжении почти столетия ученые задавались вопросом, не предписывает ли ткань и изгиб, определяемые относительностью, способы для квантовых колебаний - или даже целых частиц - вырваться из своей локальности.

В своем самом фантастическом виде такие перестройки в ткани Вселенной позволили бы человеческим массам преодолевать световые годы, чтобы пересекать галактики за мгновение или, возможно, перемещаться во времени так же быстро, как один может перемещаться по своей кухне.

По крайней мере, упражнения, которые исследуют более экзотическую сторону поведения пространства-времени, могли бы направить спекуляции о таинственной точке встречи квантовой физики и общей теории относительности.

Червоточины, по сути, являются не чем иным, как формами . Мы привыкли иметь дело с одномерными линиями, двумерными рисунками и трехмерными объектами в повседневной жизни. Некоторые из них мы можем интуитивно складывать, формировать и прокалывать дыры.

Физика позволяет нам исследовать эти изменения в ситуациях, которые мы не можем интуитивно понимать. На самых малых уровнях квантовые эффекты дают расстояниям и времени некоторую свободу.

На гораздо больших масштабах пространство-время может сжиматься и расширяться в зависимости от гравитации таким образом, что невозможно оценить без целого ряда уравнений, которые помогут вам. Например, если запихнуть достаточно массы в одно место (удобно игнорируя любой заряд, который она может иметь, или если вращается), пространство-время будет изгибаться таким образом, что у него будет две внешние поверхности. Что их соединяет? Червоточина, конечно.

Материя не сможет перемещаться через эту математическую структуру, хотя некоторые подозревают, что объекты по разные стороны, которые случайно оказались запутанными, останутся связанными.

На протяжении десятилетий ведется поиск сценариев - как возможных, так и чисто теоретических - которые могли бы позволить квантовым эффектам, а даже целым частицам, проходить через экзотические формы пространства-времени без повреждений.

Предложение Фролова, Кртоуша и Зельникова о перемещении во времени включает то, что называется кольцевой червоточиной, впервые описанной в 2016 году теоретическим физиком из Кембриджского университета Гари Гиббонсом и физиком из Университета Тура Михаилом Волковым.

В отличие от сферических искажений пространства-времени, которые мы можем приписать чёрным дырам, кольцевая червоточина, предложенная Гиббонсом и Волковым, соединяет участки Вселенной (или разных вселенных), которые мы называем плоскими.

Рассматривая взаимодействия электрических и магнитных полей, называемых вращениями дуальности, и применяя некоторые выборочные преобразования, кольцевидные массы могли бы создавать некоторые интересные искажения в том, что в противном случае было бы плоским пространством-временем.

И вуаля! Дыра во Вселенной, которая соединяет вас с … ну, где-то не рядом.

Фролов, Кртоуш и Зельников взяли эту дыру и испытали ее в разных сценариях. Например, какой эффект может иметь другая, неподвижная масса на кольцо? А что, если входное кольцо и выходное кольцо находятся в одной вселенной?

Решения, которые они обнаружили, включали то, что называется замкнутой времеподобной кривой . Как и звучит, это описывает объект или луч света, который движется по линии, возвращаясь к точно такой же точке как раньше. Не только в пространстве, но и во времени.

Прежде чем собираться на парадоксальное кругосветное путешествие в будущее и обратно, многие препятствия могут легко помешать такому циклу. Покойный физик Стивен Хокинг точно так думал.

Но кто знает? С подходящим видом космического юриста мы можем подать апелляцию на наше приговор о одностороннем путешествии в будущее с небольшой помощью от пары массивных колец.

Это исследование доступно на предварительном сервере arXiv и было принято для публикации в Physical Review D.