Нова наукова робота пропонує теоретичний механізм, згідно з яким дві чорні діри можуть бути з’єднані в єдиний просторово-часовий тунель методом топологічного «колажу». Дослідники стверджують, що стабільність такої структури можлива за умови наявності специфічної форми матерії.
Концепція червоточин, або кротовин, десятиліттями залишається однією з найцікавіших тем як у науковій фантастиці, так і в теоретичній фізиці. Хоча астрономи досі не зафіксували жодного подібного об'єкта у спостережуваному Всесвіті, математичні розрахунки не заперечують можливості їхнього існування.
Цю гіпотезу вирішили перевірити Фарук Рахаман, математик з Університету Джадавпур, та Ар'я Датта, аспірант Університету Єшива. Результати їхнього спільного дослідження були прийняті до публікації в авторитетному виданні International Journal of Geometric Methods in Modern Physics.
Геометрія простору та ефект пляшки Клейна
Автори дослідження пропонують поглянути на структуру Всесвіту через призму складної геометрії. Щоб зрозуміти їхню ідею, варто згадати концепцію пляшки Клейна – чотиривимірної фігури, де «шийка» посудини проходить крізь її «тіло», не перетинаючи поверхню.
Подібним чином червоточина може бути об’єктом вищого виміру, який поводиться нестандартно в межах нашого тривимірного сприйняття. Замість класичних моделей, Рахаман і Датта використали математичний прийом, відомий як техніка «вирізати та вставити» (cut and paste). Цей метод, запозичений з топології, дозволяє теоретично «вирізати» дві чорні діри з тканини простору-часу та «склеїти» їх між собою.
Роль екзотичної матерії у стабільності
Головним викликом для існування кротовини є її нестабільність – під дією гравітації тунель миттєво схлопується. Щоб запобігти цьому, вчені використали в розрахунках поле Кальба-Рамонда та тензор Річчі.
В їхній моделі простір між двома чорними дірами заповнюється субстанцією, яка порушує звичну симетрію Лоренца. Як пояснює Ар'я Датта в коментарі для Yeshiva University, це вимагає наявності матеріалу з унікальними характеристиками:
«Щоб побудувати червоточину, вам потрібен дуже незвичайний вид матерії, який має негативну густину енергії».
Це так звана екзотична матерія, властивості якої нагадують темну матерію або темну енергію. Значення очікування вакууму (VEV) у цій моделі визначає, як саме така матерія поводиться у порожнечі космосу, створюючи умови для існування проходу між двома віддаленими точками.
Ключові висновки дослідження:
- Модель створює специфічний діапазон стабільності, що залежить від розміру «горловини» кротовини.
- При зміні певних теоретичних параметрів конструкція може залишатися стійкою.
- Робота вперше поєднує раніше розрізнені розділи математики для опису астрофізичних явищ.
Хоча запропонований механізм залишається суто теоретичним, він відкриває нові перспективи для переосмислення природи чорних дір та структури простору-часу.
Також рекомендуємо прочитати: Вчені знайшли докази продовження еволюції людини у горах Тибету
