Глава 11. Полет по червоточине

Тема гравитационного коллапса является одной из наиболее плодотворно разрабатываемых в мировой литературе и кинематографии. Достаточно вспомнить многочисленные произведения, описывающие путешествия вне времени и пространства с помощью коллапсионных порталов или двигателей на основе микроколлапсаров. С образом замерзших звезд связывают различные гипотетические схемы путешествия по кротовым норам в пространстве – времени. Вращающиеся черные дыры могут послужить энергетическими генераторами в далеком будущем.

Примером может служить научно-фантастический блокбастер «Меж звездный», который вызвал большой интерес не только у кинозрителей, но и в ученом мире. Сюжет фильма включает полеты через гиперпространство, падения в черные дыры и путешествия во времени. Тем более, что научным консультантом фильма является сам Кип Торн. Впрочем, это уже вторая попытка физика-теоретика придать физико-математический реализм продукции Голливуда. А все началось с экранизации романа Карла Сагана «Контакт»…

Как-то раз, тридцать лет назад, знаменитый астроном и популяризатор науки Карл Саган решил написать роман, при этом не погружаться в беспочвенные фантазии, а создать «по науке» транспортное устройство для межзвездных путешествий. Для этого Саган обратился к своему другу, видному физику-теоретику Кипу Торну.

Торн загорелся идеей Сагана и принялся за расчеты. Ему было известно, что еще в 1916 году австрийский физик Людвиг Фламм получил решение для «прокола пространства» в теории гравитации Эйнштейна. В 1930-х годах к подобному результату пришел и сам Альберт Эйнштейн со своим коллегой Натаном Розеном. Так возник образ «внепространственных переходов», названных «мостиками Эйнштейна – Розена». Долгое время это считалось сугубой абстракцией, однако Торн математически показал, что если объединить «проколы пространства» и черные дыры, то может получиться «ход в иномирье». Правда, для этого еще нужен антигравитационный материал. Может быть, когда-нибудь «антигравитационные частицы» найдут в загадочной темной материи, заполняющей Вселенную….

Созданный таким образом тоннель мог бы решить не только проблему межзвездных, но и межгалактических перелетов. Одновременно мы получили бы и своеобразную машину времени.

Сотрудничество Сагана и Торна привело к появлению научно-фантастического бестселлера «Контакт», вскоре положенного в основу очень зрелищного одноименного фильма. Ну, а соответствующие исследования коллектива физиков-теоретиков под руководством Торна породили многочисленные публикации, вызвавшие большой научный резонанс. Работы Торна заставили вспомнить не только о мостиках Эйнштейна – Розена, но и о «кротовых норах», «червоточинах» и «червячных ходах» известного физика Джона Уилера. Уилер ввел эти термины вместе с «черной дырой», совсем не ожидая, что они войдут в лексикон и ученых, и литераторов.

Насколько же правдоподобны подобные построения физиков-теоретиков? Существуют ли в действительности червячные ходы в пространстве-времени, или же это всего лишь математические фантазии? Но тогда почему они не реализуются, ведь опыт убеждает нас в том, что в мире воплощается все, что не противоречит законам природы? И главный вопрос: можно ли предложить какие-либо реальные эксперименты, вплоть до создания искусственных подпространственных кротовых нор, пусть даже в отдаленном будущем, когда наша цивилизация станет достаточно развитой и мощной?

Модель червоточины подобна согнутому листу бумаги (именно так ее и иллюстрируют в фильме «Межзвездный»). Если проделать отверстие карандашом, то муравей-землянин не будет блуждать по листу, а мгновенно попадет на его другую половину.

Вот такой «прокол пространства» и служит для всяческих «нуль-транспортировок», «телепортаций» и «трансгрессий» из фантастических произведений.

Астрофизики считают, что многие свойства коллапсаров говорят о том, что воронки замерзших звезд вполне могут быть входными порталами червоточин пространства-времени. Если это так, то можно (пока еще чисто умозрительно) попытаться приспособить их для путешествий в пространстве и времени, ведь время в их окрестностях останавливается лишь для внешнего наблюдателя, а для космонавтов, устремившихся в жерло черной дыры, все будет идти своим чередом, никакого замирания процессов они не заметят.

Эта гипотеза особенно интересна тем, что астрономические теории предсказывают существование удивительных объектов с прямо противоположными коллапсарам свойствами. Такие «белые дыры» еще более загадочны. Нырнув в зев черной дыры, звездолет мог бы вынырнуть из диска ее белой сестры в какую-нибудь пространственно-временную область нашего мира или совсем в другую вселенную, связанную с нашей лишь тонкой горловиной червячного лаза.

Вообще говоря, здесь просматриваются два варианта фантастического будущего. Первый – из «Контакта» и «Межвездного» – это создание некого «подпространственного метро», позволяющего мгновенно перемещаться на парсеки и столетия. Второй – не ждать милостей от природы, а оснастить звездолет «генератором черных дыр».

Дело в том, что теоретически в невообразимых глубинах пространства – времени (в масштабах «планковской длины», равной 1,62×10^-35 метра, что в 10²⁰ раз меньше атомного ядра) бушует удивительнейшая квантовая пена, насыщенная сверхмикроскопическими черными дырочками – микроколлапсарами.

Теоретически, если поймать микроколлапсар и насытить его энергией, то он вырастет в черную дыру, пригодную для путешествий через гиперпространство.

Сюжет фильма «Межзвездный» включает полет корабля через портал искусственного коллапсара, возникший в окрестностях Сатурна. Далее отважные земляне попадают в кротовую нору, где встречают пятимерных существ, которые переправляют их в чужую галактику.

Профессор Торн почему-то никак не обыграл весьма любопытный момент выхода из «подпространственного туннеля», а ведь это самый загадочный элемент межгалактического туннелирования. Черные дыры знают все, многие ученые считают их совершенно реальными космическими объектами, а вот белой дыры никто еще не наблюдал…

В «Межзвездном» много внимания уделяется временным парадоксам. Из общей теории относительности следует, что чем сильнее гравитация, тем медленнее течет время. С другой стороны, по специальной теории относительности, чем быстрее летишь, тем медленнее стареешь относительно неподвижного наблюдателя. Отсюда следует и знаменитый «Парадокс близнецов», когда моложавый космонавт возвращается к своему пожилому брату. Кстати, российский космонавт-рекордсмен Крикалев, кружась на орбите со скоростью более 7 км в секунду, за 800 суток «отыграл у вечности» не менее двух сотых секунды.

В фильме «червоточина» выбрасывает звездолет в десяти световых миллиардолетиях от Солнечной системы у чудовищной черной дыры Гаргантюа, равной ста миллионам Солнц. Радиус дыры сравним с земной орбитой, а ее аккреционный диск из притянутого вещества простирался бы чуть ли не до пояса астероидов. Из-за колоссальной гравитации коллапсара час на поверхности планеты Миллер равен семи годам.

После приключений на планетах системы Гаргантюа главный герой и его робот на двух зондах устремляются в сердцевину черной дыры за научными данными. В теории катастрофический перепад сил тяготения должен был бы скрутить, растянуть и разорвать астронавта и робота на бесчисленное множество фрагментов. Однако Торн считает, что чудеса практики могут опровергнуть любую теорию, и позволяет отважным исследователям легко проникнуть через горизонт событий, или эргосферу, отделяющую «точку невозврата» для всего, что попадает внутрь черной дыры. Есть тут и своеобразное объяснение. Гигантские размеры эргосферы минимизируют разрывающие «приливные силы» и при очень большом радиусе горизонта событий и его вращении с определенной скоростью есть шанс проникнуть невредимыми в таинственные глубины коллапсара.

Внутри вращающейся черной дыры исследователи находят… пятимерную вселенную.

Тут надо вспомнить, что еще А. Сахаров в своих удивительных космологических трудах разработал «многолистную модель Вселенной», которую затем дополнил несколькими временами. В ней Андрей Дмитриевич на совершенно новом научном уровне рассмотрел очень старую идею Теодора Калуца.

Для построения единой теории поля, над которой начал тогда работать А. Эйнштейн, Калуца в 1921 году предположил, что физическое пространство имеет не три, а четыре измерения, дополненные пятым: временем. При этом Калуца предположил, что четвертое пространственное измерение «свернуто» в сверхмикроскопические размеры и не может быть зафиксировано приборами.

Идеи Калуцы восторженно восприняли не только физики-теоретики, среди которых был и великий Эйнштейн, но и писатели. Так, Герберт Уэллс ввел многомерное пространство в роман «Люди как боги». В этой утопии выдающийся фантаст предложил очень необычную для того времени систему мироздания, в которой:

Вселенная Уэллса напоминает книгу, каждый лист которой является новым миром. Путешествовать тут можно по «книжному корешку», соединяющему вместе все миры. Долгое время этот зримый образ множественного мироздания, или Мультиверса, вдохновлял научных обозревателей и писателей-популяризаторов, но все считали его лишь блестящей выдумкой.

Академик Сахаров, развивая теорию Пульсирующей Вселенной, много внимания уделял теории изначального момента рождения мироздания. И однажды ему в голову пришла совершенно невероятная мысль: а если процесс появления новых миров в пучинах Большого взрыва никогда не прерывается? Тогда появляется образ динамичного, можно даже сказать в чем-то «живого» Мультиверса, стремительно растущего, как луковица миров, где в каждое неизмеримо малое мгновение появляется листок новорожденной вселенной.

Выдающийся мыслитель почему-то не стал достраивать столь необычный космологический сценарий и больше никогда к нему не возвращался. Между тем в последнее время квантовая механика добавила много существенных деталей в возникающую на наших глазах физику времени. Эксперименты показали, что в мире существует магическое явление квантовой нелокальности, когда частицы связаны друг с другом не силами, а особым квантовым образом. Когда-то подобное очень не нравилось Эйнштейну, он критически называл это «квантовой телепатией».

Сейчас мало кто сомневается в эффекте «квантовой запутанности», тем более, что на его основе собираются строить квантовые компьютеры с совершенно фантастическими характеристиками.

Есть догадки, что существует и «хроноквантовая спутанность». Тогда миры, возникающие в сингулярности Большого взрыва, должны быть не только прошиты временными нитями, но и полностью повторять друг друга.

А теперь представьте себе бесконечную вереницу развивающихся одинаковых миров, нанизанных на «стрелу времени». Что это будет напоминать стороннему наблюдателю?

Ну конечно же! Перед нами предстает хорошо знакомый образ «линейного времени», возникший у нас в детстве и сопровождающий всю жизнь. Классическая физика учит, что это мнимый образ, помогающий решать школьные задачи. А вот современная квантовая теория предлагает считать подобные модели вероятным образом множественного мироздания. И тогда возникает удивительный парадокс – оказывается, что лишь невообразимый хроноквант отделяет наш мир от предшествующей и соответственно последующей Вселенной, «летящей» вместе с нами в будущее. А вместе с этими мирами несутся по стреле времени и неисчислимые множества наших двойников…