Уравнение Бога. В поисках теории всего - [32]
Если слепо принять теорию Эйнштейна, мы окажемся в сложном положении, поскольку его уравнения предсказывают, что сила гравитации в самом центре черной дыры или в начале времен бесконечна, что не имеет смысла.
Однако в 1963 г. математик Рой Керр нашел совершенно новое решение уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры. Ранее, в работе Шварцшильда, черная дыра должна была коллапсировать в неподвижную крохотную точку, получившую название сингулярности, где гравитационные поля становились бесконечными и все сжималось буквально в точку. Но при анализе уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры Керр обнаружил странность.
Во-первых, такая черная дыра не схлопывается в точку. Вместо этого она коллапсирует в быстро вращающееся кольцо. (Центробежные силы, действующие на вращающееся кольцо, достаточно сильны, чтобы не дать этому кольцу схлопнуться под действием собственной гравитации.)
Во-вторых, если вы попадете в кольцо, то очень может быть, что вас не раздавит и вам удастся пройти насквозь. Гравитация внутри кольца на самом деле конечна.
В-третьих, математика указывает, что, пройдя сквозь кольцо, вы можете попасть в параллельную вселенную. При этом вы – буквально – покидаете нашу вселенную и входите в другую, родственную. Представьте себе два листа бумаги, лежащие один на другом, а затем проткните их оба соломинкой. Проходя по соломинке, вы покидаете одну вселенную и попадаете в параллельную. Эта соломинка и называется кротовой норой.
В-четвертых, входя в кольцо снова, вы можете проследовать дальше, в следующую вселенную. Процесс чем-то напоминает передвижение на лифте через этажи высотного здания. Воспользовавшись лифтом, вы попадаете с одного этажа на другой; войдя в кротовую нору, вы попадаете в совершенно новую вселенную. Таким образом, мы получили поразительную и совершенно новую картину черной дыры. В самом центре вращающейся черной дыры обнаруживается нечто, напоминающее волшебное зеркало Алисы: по одну его сторону мы видим мирные окрестности английского Оксфорда, но стоит протянуть руку сквозь зеркало – и вы оказываетесь в совершенно ином месте.
Рис. 10. Гипотетически не исключено, что, пройдя сквозь кротовую нору, можно достичь звезд или даже попасть в прошлое
В-пятых, если бы вам удалось-таки пройти сквозь кольцо, вы имели бы также шанс оказаться в отдаленной области вашей собственной вселенной. Так что кротовые норы могут оказаться чем-то вроде тоннелей метро, незримо пронизывающих пространство и время и соединяющих отдаленные точки короткими маршрутами. Расчеты показывают, что по ним, теоретически, можно было бы путешествовать быстрее скорости света или даже перемещаться назад во времени, не нарушая при этом известных физических законов.
Эти странные выводы, какими бы дикими они ни казались, невозможно легко отбросить, поскольку они представляют собой решения уравнения Эйнштейна и описывают вращающиеся черные дыры, которые, как мы сейчас считаем, встречаются гораздо чаще других.
На самом деле понятие кротовых нор первым ввел сам Эйнштейн в 1935 г. в статье, написанной в соавторстве с Натаном Розеном. Они нарисовали образ двух соединенных черных дыр, напоминающий две воронки в пространстве-времени. Если упасть в одну воронку, то тебя выбросит из второй – и по пути не раздавит.
В романе Теренса Уайта «Король былого и грядущего» есть такая знаменитая строка: «Все, что не запрещено, обязательно случается». На самом деле физики воспринимают это заявление всерьез. Если нет какого-нибудь физического закона, который запрещает некое явление, то оно, вполне возможно, существует где-то во Вселенной.
Так, несмотря на чрезвычайную сложность образования кротовых нор, некоторые физики высказывают предположение о том, что они, возможно, существовали в начале времен, а затем, после Большого взрыва, расширились. Не исключено, что их существование совершенно естественно. Когда-нибудь, возможно, наши телескопы позволят нам разглядеть в пространстве кротовую нору. Хотя кротовые норы сильно разожгли воображение писателей-фантастов, попытка реально создать такую штуку в лаборатории ставит перед исследователем немыслимые проблемы.
Во-первых, необходимо накопить громадное количество положительной энергии, сопоставимое с энергией черной дыры, чтобы открыть проход в пространстве-времени. Одно это потребовало бы технологий весьма и весьма развитой цивилизации. Так что мы вряд ли можем ожидать, что какой-нибудь изобретатель-одиночка в скором времени создаст кротовую нору в подвале собственного дома.
Во-вторых, такая кротовая нора будет нестабильной и закроется сама по себе, если не добавить в систему новый экзотический компонент, называемый отрицательной материей, или отрицательной энергией, что совершенно не то же самое, что антиматерия. Отрицательная материя и энергия обладают отталкивающими свойствами, которые могут удержать кротовую нору от схлопывания.
Физики никогда не встречали отрицательной материи. Мало того, такая материя должна подчиняться законам антигравитации и падать вверх, а не вниз. Если миллиарды лет назад на Земле и была отрицательная материя, то гравитация Земли оттолкнула ее и выбросила в космос. Так что мы не рассчитываем найти отрицательную материю на Земле.
