Что можно увидеть, путешествуя по червоточине?

Учитывая все, что мы знаем о законах, управляющих Вселенной, выглядит крайне маловероятным (если вообще допустимым), что однажды мы сможем проехать всю дорогу от Земли до дальней стороны нашей галактики. Это еще более маловероятно, чем вероятность того, что мы сможем путешествовать между звездами или просто найдем экзопланету, на которой сможем осесть надолго. Космос невероятно огромен и продолжает расти с каждым днем.

Разумеется, ученые придумали несколько решений наших проблем с перемещением, включая варп-двигатели, в эффективности которых почти не сомневаются. Но есть еще один обходной путь, который до сих пор не был доказан: червоточины. Если вы не знакомы с ними, червоточины — это сугубо теоретические «структуры», которые в основном бывают двух видов.

Первый тип червоточин можно сравнить с якорями, которые связывают нашу Вселенную с другими вселенными, существующими в мультивселенной (попросту говоря, это порталы в другие вселенные). Такие червоточины инертны к обычной материи, и их невозможно поддерживать открытыми без некоторых экзотических видов материи. Как вариант, некоторые физики предполагают, что сверхмассивные черные дыры, существующие в центре большинства крупных галактик, могут быть червоточинами на самом деле. Они даже предложили способ проверить эту гипотезу.

Со вторым типом большинство людей знакомо: это места, в которых пространство-время замыкается на себе, образуя «мосты», которые не только связывают две удаленных точки в пространстве, но и создают короткий переход между ними (подобно сложенному листу бумаги). Вы можете войти в червоточину из одного места и обнаружить себя с другой стороны. Стоит отметить, что если эти структуры существуют, что возможно, учитывая тот факт, что один тип червоточин поддерживается общей теорией относительности Эйнштейна (хотя бы математически), они все еще могут быть непроходимыми.

Даже если некоторые типы могут быть проходимыми, все равно нужно преодолеть массу довольно сложных препятствий, чтобы добраться до другой стороны, не будучи измельченным в триллион мелких кусочков или попросту не сгореть.

Несмотря на то, что никто никогда не видел червоточины и не находил окончательные доказательства их существования, возникает интересный вопрос: каково это было бы — пройти через кротовую нору и выжить? Что бы вы там увидели? Конечно, никто не может с уверенностью ответить на этот вопрос. Но вот этот ролик, например, показывает, как это могло бы быть.

Эта анимация, созданная Эндрю Гамильтоном, астрофизиком из Колорадского университета, основана не на том типе черных дыр, к которым мы привыкли (Шварцшильда), а на типе черных дыр Райснера-Нордстрёма (эти черные дыры характеризуются как объекты с массой и электрическим зарядом, но без спина). Это различие важно, поскольку сам Гамильтон писал следующее: «Большая разница между заряженной (Райснера-Нордстрема) и незаряженной черной дырой заключается в том, что математическое решение первой черной дыры будет предполагать путь в один конец, который соединит черную дыру с белой и выведет вас в другое пространство и время».

Что же мы увидим?

Дальше следует цитата самого Гамильтона:

«За пределами внешнего горизонта орбитальная структура заряженной черной дыры Райснера-Нордстрема аналогична незаряженной черной дыре Шварцшильда, с регионами, где круговые орбиты стабильны, нестабильны и не существуют. Но в то время, как незаряженная черная дыра обладает одним горизонтом, у заряженной их два — внешний и внутренний».

После того как вы пройдете через первый горизонт (внешний), вы встретитесь со второй границей, внутренним горизонтом. Гамильтон утверждает, что эта поездка может занять около 20 секунд, если предположить, что черная дыра будет тех же размеров, что и сверхмассивная черная дыра в центральной области Млечного Пути, Стрелец А*.

Гамильтон продолжает: «Поездка к внешнему горизонту черной дыры Райснера-Нордстрема похожа на поездку в черной дыре Шварцшильда». После того как вы полностью преодолеете внешний порог, ваш обзор разделится на две части в обоих сценариях. Только вы даже не узнали бы, что завершили путешествие.

В этот момент ваши глаза начнут обманывать вас, интерьер будет на вид сжиматься и расширяться, но выглядеть все меньшим и меньшим по мере того, как вы падаете внутрь. Это сжатие вызвано релятивистским эффектом. Он же приводит к тому, что свет внешней Вселенной становится ярче и смещается к синему вокруг черной дыры.

Этот обзор изменится, когда вы войдете во внутренний горизонт. Чем дальше вы падаете, тем больше вытягивается внутренний поток пространства-времени, «замедляемый гравитационным отталкиванием, производимым отрицательным давлением радиального электрического поля». Как только вы достигнете определенного радиуса, поток пространства-времени достигнет скорости света, и вы встретитесь со всем светом и информацией, которые ускользали от вас до этого момента.

Сквозь внутренний горизонт

В этот момент, «если вы посмотрите на свои ноги, то увидите их ниже вас, но на самом деле свет, излучаемый вашими ногами, из того времени, когда они были за пределами текущей позиции ваших глаз». Они будут вытянуты как спагетти. В то же время на внутреннем горизонте вы пострадаете от бесконечно яркой и бесконечно энергичной вспышки света. Эта вспышка света будет изображением внутренней вселенной, отраженной гравитационно отталкивающей сингулярностью. Вспышка света содержит всю историю Вселенной, бесконечно ускоренную. Дальше — белая дыра.

Теперь вы, наконец, переходите к последнему этапу путешествия. «Как только вы проходите через внешний горизонт белой дыры, в очередной раз вы видите бесконечно яркую и энергичную вспышку света. На этот раз это свет новой вселенной, которая была заключена в белой дыре. Вспышка света содержит всю прошлую историю новой вселенной».

«Обернувшись и посмотрев назад, вы увидели бы белую дыру, из которой появились. Вы увидите свет вашей изначальной Вселенной. Свет прошел тот же путь, что и вы, через черную дыру, червоточину, через белую дыру и в новую вселенную».

Тем не менее Гамильтон подчеркивает важный момент, отмечая, что «поскольку геометрия Райснера-Нордстрема — это всего лишь математическое решение, она не указывает, где или когда начинается новая вселенная. Вы можете допустить, если вам нравится, что новая вселенная будет другим пространством и временем в нашей собственной Вселенной. Но в реальности геометрия Райснера-Нордстрема не будет физически последовательным решением для черной дыры. В реальности там нет новой вселенной».

Что будет, если выжить?

При определенных обстоятельствах вы могли бы пережить приливные силы горизонта событий или черной дыры. Предполагается, что если черная дыра будет достаточно большой (скажем, диаметром с нашу Солнечную систему), вы, возможно, сможете пережить процесс «спагеттификации» достаточно долго, чтобы засвидетельствовать нечто действительно крутое. Короче говоря, чем больше черная дыра, тем менее экстремальна ее поверхность. Если черная дыра будет достаточно большой, вы сможете сохранить (в теории) свою структурную целостность.

Учитывая основные положения общей и специальной теории относительности — что чем быстрее объекты движутся в пространстве, тем медленнее они движутся во времени — мы можем сделать вывод, что каждый объект, включая вас, который будет поглощен черной дырой, сможет ощутить последствия замедления времени, вызванные искривлением пространства-времени.

И наоборот, те объекты, которые войдут в черную дыру после вас, будут испытывать меньшее замедление времени. Таким образом, если вы будете в состоянии посмотреть прямо в черную дыру, в которую вы падаете с релятивистской скоростью, вы увидите каждый объект, упавший в нее в прошлом. Если вы посмотрите назад, вы увидите все, что упало в черную дыру после вас. Вы увидите всю историю этого конкретного места в космосе с момента создания Вселенной и до конца времени (по крайней мере до тех пор, пока черная дыра не испарится под действием излучения Хокинга).