Гиперпространство. Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение - Митио Каку

А теперь представим, что наша ракета очутилась на мосту Эйнштейна — Розена. Приближаясь к вращающейся чёрной дыре, она видит кольцеобразную вращающуюся звезду. Поначалу кажется, что ракету, спускающуюся навстречу чёрной дыре со стороны северного полюса, ждёт катастрофическое столкновение. Но по мере приближения к кольцу свет зеркальной Вселенной достигает наших датчиков. Поскольку всё электромагнитное излучение, в том числе и от радаров, движется по орбите чёрной дыры, на экранах наших радаров появляются сигналы, многократно проходящие вокруг чёрной дыры. Создаётся эффект, напоминающий зеркальную «комнату смеха», где нас вводят в заблуждение многочисленные отражения со всех сторон. Свет отражается рикошетом от множества зеркал, создавая иллюзию, будто комната полна наших точных копий.

Тот же самый эффект наблюдается при прохождении сквозь чёрную дыру согласно Керру. Поскольку один и тот же луч света обходит чёрную дыру по орбите множество раз, радар в нашей ракете обнаруживает изображения, вращающиеся вокруг чёрной дыры и создающие иллюзию объектов, которых на самом деле там нет.

Означает ли это, что с помощью чёрных дыр можно путешествовать по всей галактике, как в «Звёздном пути» и других научно-фантастических фильмах?

Как мы видели ранее, искривлённость конкретного пространства обусловлена количеством материи-энергии, содержащейся в этом пространстве (принцип Маха). Знаменитая формула Эйнштейна даёт нам точную степень искривления пространства-времени, вызванного наличием материи-энергии.

Когда мы вместе с капитаном Кирком устремляемся сквозь гиперпространство с «варп-скоростью 5», «кристаллы дилития», приводящие в движение «Энтерпрайз», должны творить чудеса, деформируя пространство и время. Это означает, что кристаллы дилития обладают магической способностью сворачивать пространственно-временной континуум в крендель, т. е. являются вместилищами неисчерпаемых запасов материи и энергии.

Если «Энтерпрайз» совершает рейс с Земли на ближайшую звезду, он не перемещается физически к альфе Центавра — скорее, альфа Центавра приближается к «Энтерпрайзу». Представьте себе, что вы сидите на ковре и накидываете лассо на стол, находящийся на расстоянии нескольких метров. Если вы достаточно сильны, а пол сравнительно гладкий, можно тянуть лассо, пока ковёр под вами не соберётся в складки. Если потянуть как следует, стол подъедет к вам, «расстояние» между столом и вами исчезнет в складках ковра. Тогда можно просто перепрыгнуть через этот «ковровый варп». Иными словами, вы почти не двигались, а пространство между вами и столом сократилось, и вы просто перешагнули сжавшееся расстояние. Так и «Энтерпрайз» на самом деле вовсе не преодолевает всё пространство, отделяющее его от альфы Центавра: он просто перемещается через деформированное пространство-время — «червоточину». Для того чтобы лучше понять, что происходит, когда спускаешься по мосту Эйнштейна — Розена, поговорим о топологии «червоточин».

Для того чтобы представить себе многосвязные пространства, вообразите, что вы шагаете солнечным днём по Пятой авеню в Нью-Йорке, размышляете о своих делах, и вдруг прямо перед вами открывается странное парящее в воздухе окно, очень похожее на зеркало Алисы. (На время забудем, что энергия, которая потребуется для открывания такого окна, способна разрушить Землю. Это чисто гипотетический пример.)

Вы приближаетесь к зависшему над землёй окну, чтобы получше рассмотреть его, и в ужасе обнаруживаете прямо перед собой голову злобного с виду тираннозавра рекс. Вы уже готовы спасаться бегством, как вдруг замечаете, что у тираннозавра нет туловища. Он не причинит вам никакого вреда, потому что его тело находится по другую сторону окна. Когда вы заглядываете за окно, чтобы осмотреть туловище динозавра, то видите только улицу, как будто ни динозавра, ни окна нет вообще. Озадачившись, вы медленно обходите окно и с облегчением убеждаетесь, что тираннозавра нигде нет. Но заглянув в окно с обратной стороны, вы видите прямо перед собой голову бронтозавра (рис. 10.3)!

Перепугавшись, вы снова обходите вокруг окна, попутно взглянув на него сбоку. К вашему изумлению, окно вместе с тираннозавром и бронтозавром исчезает бесследно. Вы ещё несколько раз обходите вокруг повисшего в воздухе окна. С одной стороны, видите голову тираннозавра, с другой — голову бронтозавра. А когда смотрите сбоку, то и зеркало, и динозавры исчезают.

Что происходит?

В некой далёкой Вселенной тираннозавр и бронтозавр сошлись, чтобы драться не на жизнь, а на смерть. Когда они стояли один напротив другого, между ними вдруг возникло парящее в воздухе окно. Заглянув в это окно, тираннозавр неожиданно для себя увидел голову тщедушного, тощего млекопитающего с растрёпанными волосами и крошечным лицом — человека. Голова видна отчётливо, а тела нет. Когда в то же самое окно заглянул бронтозавр, то увидел Пятую авеню с её магазинами и транспортом. Потом тираннозавр заметил, что человек в окне исчез, только чтобы появиться по другую сторону окна и показаться бронтозавру.

А теперь представьте, что внезапный порыв ветра унёс вашу шляпу в окно. Вы видите, как шляпа летит по воздуху в другой Вселенной, но нигде на Пятой авеню её нет. Тяжело вздохнув, вы отчаянным движением суёте руку в окно, чтобы поймать шляпу. Тираннозавр при этом видит, как шляпа вылетает из окна и скрывается из виду. Потом он видит, как из окна высовывается отделённая от тела рука, тщетно пытающаяся ухватить шляпу.

Ветер вдруг меняет направление, и шляпа летит в другую сторону. Вы просовываете в окно вторую руку, но уже с другой стороны. И попадаете в неловкое положение: обе ваши руки засунуты в окно, но с разных сторон. Вы не видите собственных пальцев, вам кажется, что обе руки исчезли.

Что при этом видят динозавры? Они видят две судорожно машущие крошечные ручонки, высунувшиеся из окна с обеих сторон. А остального тела нет (рис. 10.4).

Этот пример демонстрирует лишь некоторые из удивительных искажений пространства и времени, которые можно придумать с помощью многосвязных пространств.

Поразительно, как простая идея о том, что высшие измерения способны объединить пространство и время, а силу можно объяснить искажением этого пространства-времени, приводит к столь многообразным физическим последствиям. Однако с помощью «червоточин» и многосвязных пространств мы исследуем ограничения общей теории относительности Эйнштейна. В сущности, для создания «червоточины», или пространственных ворот, требуется так много материи-энергии, что можно ожидать преобладания квантовых эффектов. В свою очередь, квантовые поправки могут в действительности закрыть вход в «червоточину» и сделать путешествия через неё невозможными.