«Простір-час може бути заповнений кротовинами, які є найкоротшими шляхами через Всесвіт». Ця захоплююча ідея, народжена з рівнянь теорії загальної відносності Альберта Ейнштейна, підживлює як наукові дослідження, так і уяву любителів наукової фантастики.
Кротовини, також відомі як мости Ейнштейна-Розена, є гіпотетичними тунелями, які можуть з’єднувати віддалені точки у просторі-часі. Вони пропонують спокусливу можливість космічних коротких шляхів, потенційно скорочуючи величезні відстані і навіть дозволяючи подорожі в часі. Однак їх існування та здійсненність залишаються предметом інтенсивних дебатів.
Концепцію кротовин вперше запропонував у 1916 році австрійський фізик Людвіг Фламм. Він досліджував рівняння Ейнштейна і припустив існування «білої діри» як аналога чорної діри. Ці структури могли б діяти як гравітаційні тунелі, але їх стабільність і розмір створюють значні проблеми.
Однією з основних перешкод є крихкість кротовин. Звичайна матерія, яка намагається їх перетнути, може призвести до колапсу тунелю через гравітаційне тяжіння. Щоб утримувати їх відкритими, потрібна екзотична матерія з негативною щільністю енергії, тип матерії, який спостерігається лише в певних квантових станах теорії поля.
Крім того, передбачається, що кротовини є мікроскопічними, з оціночним розміром 10^-33 сантиметрів, що робить їх непрактичними для переміщення людей. Незважаючи на ці обмеження, останні дослідження вивчають методи стабілізації цих структур.
У 2017 році фізики Пінг Гао, Даніель Джафферіс та Арон Волл запропонували метод, заснований на квантовій заплутаності, явищі, яке Ейнштейн відомо назвав «примарною дією на відстані». Ця теорія передбачає, що заплутаність може забезпечити екзотичний інгредієнт, необхідний для утримання кротовин відкритими, хоча лише на мікроскопічному рівні.
Цей підхід надихнув на нові дослідження, такі як дослідження Хуана Мальдасени та Олексія Мілехіна, які припускають, що темна матерія може відігравати вирішальну роль у формуванні більших кротовин, хоча ці ідеї ще не доведені. Інтерес до кротовин виходить за межі їх потенціалу для космічних подорожей.
Недавні дослідження пов’язали утворення кротовин з квантовою заплутаністю та теорією струн, потенційно пропонуючи підказки щодо природи простору-часу та гравітації. Фізик Джуліан Соннер показав, що заплутаність кварків, фундаментальних будівельних блоків матерії, теоретично може генерувати кротовину.
Це відкриття передбачає, що гравітація, як ми її розуміємо, може бути наслідком квантової заплутаності. Однак можливість використання кротовин для подорожей у часі чи просторі залишається суто спекулятивною. Хоча кротовини могли б з’єднувати різні точки в часі, перетворення їх на машини часу потребувало б монументальних зусиль.
Крім того, закони фізики, ймовірно, забороняють подорожі людей через ці структури. Як заявив Стівен Хсу, фізик і професор Мічиганського університету, люди не збираються цього робити в найближчому майбутньому, що спростовує минулі переконання щодо цієї теорії.