Червоточні отвори - позіхаючі шлюзи, які теоретично могли би з'єднувати віддалені точки в просторі-часі - зазвичай ілюструються як зенітні свердловини, пов'язані вузьким тунелем.
Але їх точна форма була невідома.
Однак тепер фізик в Росії розробив метод вимірювання форми симетричних червоточин - хоча вони не були доведені, - засновані на тому, як об’єкти можуть впливати на світло і гравітацію.
Теоретично прохідні черв'ячні отвори або чотиривимірні портали через простір-час можуть спрацювати приблизно так: З одного кінця, непереборне тягнення чорної діри всмоктує матерію в тунель, з'єднаний на іншому кінці з "білою дірою, "що б виплюнуло справу в місці, далекому від місця походження матеріалу в просторі та часі, повідомляє сестринський сайт Live Science, Space.com. Хоча вчені спостерігали докази чорних дір у Всесвіті, білих дір ніколи не було знайдено.
Червотокові отвори (і можливість міжзоряного подорожі, що вони пропонують), таким чином, залишаються недоведеними, хоча теорія загальної відносності Альберта Ейнштейна залишає місце для існування об'єктів.
Однак, хоч червоточини можуть бути, а можуть і не існувати, вчені дуже багато знають про поведінку світлових і гравітаційних хвиль. Останні - це брижі в просторі-часі, які кружляють навколо масивних предметів, таких як чорні діри.
Нове дослідження, яке можна було б спостерігати, хоч і побічно, - це червоний зсув у світлі біля об'єкта. (Повторне зміщення - це зменшення частоти світлових довжин хвиль у міру віддалення їх від об'єкта, що призводить до зміщення червоної частини спектру.)
Якщо ви знаєте, як світло навколо потенційної червоточини перемикається, ви можете використовувати частоти гравітаційних хвиль або як часто вони коливаються, щоб передбачити симетричну форму червоточини, - сказав автор дослідження Роман Конопля. Він є доцентом Інституту гравітації та космології Університету дружби народів Росії (RUDN).
Як правило, дослідники працюють навпаки, дивлячись на геометрію відомих фігур, щоб обчислити, як поводиться світло і гравітація, Конопля розповів Live Science в електронному листі.
Існує пара методів перевірки червоного зміщення біля потенційної червоточини, сказав Конопля. Можна було б використовувати гравітаційне лінзування або згинання світлових променів, коли вони проходять повз масивних предметів - як, можливо, червоточини. Ця лінза буде вимірюватися її впливом на слабке світло, що виходить від далеких зірок (або на яскравіше світло від сусідньої зірки, "якщо нам дуже, дуже пощастить", - сказав Конопля). Іншим методом можна було б виміряти електромагнітне випромінювання поблизу черв'якової канавки, оскільки це привертає більше речовини, пояснив він.
Подумайте про рівняння таким чином: Якщо ви вдаритесь по барабану, поведінка звукових хвиль, спричинених вібрацією підтягнутої шкіри, може виявити форму барабана, розповіла в прямому ефірі Джоліон Блумфілд, викладач кафедри фізики Массачусетського технологічного інституту. Наука.
"Всі різні частоти - це говорить вам про різні коливальні режими цієї напруженої шкіри", - сказав Блумфілд. Тим часом вершини та долини цих коливань поступово занепадають у часі, що показує, як режими «затухають». Ці два відомості разом можуть допомогти вам визначити форму барабана, сказав Блумфілд.
"Те, що робиться в цьому документі, - це те саме, що і для глибокого отвору. Якщо ми насправді здатні" прослухати "частоту коливань червоточини з достатньою точністю, ми можемо зробити висновок форми червоточини за спектром частоти і як швидко вони розпадаються ", - пояснив він.
У своєму рівнянні Конопля взяв значення червоного зміщення червоточини, а потім включив квантову механіку чи фізику крихітних субатомних частинок, щоб оцінити, як гравітаційні пульсації в просторі та часі впливатимуть на електромагнітні хвилі червоточини. Звідти він створив рівняння для обчислення геометричної форми та маси червоточини, повідомив він у дослідженні.
Технологія вимірювання гравітаційних хвиль існує лише з 2015 року, коли було запроваджено Лазерний інтерферометр «Гравітаційно-хвильова обсерваторія» (LIGO). Зараз дослідники прагнуть налагодити вимірювання LIGO, оскільки кращі дані можуть допомогти вченим нарешті визначити, чи є у Всесвіті екзотична речовина - речовина, побудована з будівельних блоків на відміну від звичайних атомних частинок. Цей матеріал може підтримувати такі об'єкти, як черв'ячні отвори, розповів Bloomfield Live Science.
Поки що, черв'ячні отвори є лише теоретичними, тому рівняння Конопля не представляє жодних фактичних вимірювань у реальному світі, - написав він в електронній пошті. І такі детектори, як LIGO, вимірюють лише одну частоту гравітаційних хвиль, тоді як вам потрібно буде кілька частот, щоб передбачити форму червоточини, сказав Конопля.
"З таких бідних даних неможливо отримати достатньо інформації для такої складної речі, як геометрія компактного об'єкта", - написав Конопля в електронному листі.
Майбутні дослідження можуть надати ще більш детальний вигляд форми та властивостей червоточини, сказав Конопля.
"Наші результати можуть бути застосовані і до обертових червоточин, якщо вони достатньо симетричні", - додав він.
Ці результати були опубліковані в Інтернеті 10 вересня в журналі Physics Letters B.
