Червеевите дупки или порталите между черните дупки може да са стабилни все пак, предполага една екзотична нова теория.

Констатациите противоречат на по-ранните прогнози, че тези хипотетични преки пътища през пространство-времето ще колапсират моментално.

Промяната идва, защото малките разлики в математиката на теорията на относителността, която се използва за описване на такива червееви дупки, в крайна сметка променят драматично цялостната ни картина за това как ще се държат.

Игра на метрики

Първо, малко предистория за това как действа Общата теория на относителността. Относителността е като машина. Поставете определени обекти – да речем, маса или група подредени частици – и машината изплюва как тази колекция ще се държи с течение на времето заради гравитацията. Всичко в Общата теория на относителността се основава на движение в пространството и времето - обектите започват от определени физически координати, движат се и завършват в други координати.

Макар правилата на Общата теория на относителността са фиксирани, самата теория предоставя много свобода за математическо описание на тези координати. Физиците наричат ​​тези различни описания "метрика". Може да гледате на метриката като на различните начини, с които може да опишете как да стигнете до къщата на баба си на рождения й ден. Това може да са упътвания за улица и номер, географска ширина и дължина по сателитни данни или ориентири, надраскани върху салфетка. Вашата метрика във всеки отделен случай е различна, но независимо коя метрика изберете, вие се озовавате при баба в точното време.

По същия начин, физиците могат да използват различни метрики, за да опишат една и съща ситуация и понякога една метрика е по-полезна от друга – подобно на това започнете с упътванията за улицата, но преминете към салфетката, за да провери отново дали сте на прав път.

Разширената черна дупка

Когато става въпрос за черни дупки и червееви дупки, има няколко потенциални метрики. Най-популярна е метриката на Шварцшилд, където за първи път са открити черните дупки. Но метриката на Шварцшилд съдържа някаква забавна математика. Тази метрика се държи неправилно на определено разстояние от черната дупка, разстояние, известно днес като радиус на Шварцшилд или хоризонт на събитията.

И под „неправилно поведение“ се има предвид, че метриката напълно се разпада и вече не може да прави разлика между различни точки в пространството и времето.

Но има и друга метрика, наречен метрика на Единингтън-Финкелщайн, който описва какво се случва с частиците, когато достигнат хоризонта на събитията: те минават направо и падат в черната дупка, за да не се върнат никога повече.

Какво общо има всичко това с червеевите дупки? Най-простият начин да се създаде червейна дупка е да се „разшири“ идеята за черна дупка с огледалния й образ, бялата дупка. Тази идея е предложена за първи път от Алберт Айнщайн и Нейтън Розен, поради което червеевите дупки понякога се наричат ​​"мостове на Айнщайн-Розен".

Докато черните дупки никога не изпускат нищо навън, белите дупки никога не пропускат нищо. За да направите червейна дупка, просто вземете черна дупка и бяла дупка и съедините техните сингулярности (точките с безкрайна плътност в техните центрове). Това създава тунел през пространство-времето .

Резултатът? Много лошо работещ тунел.

Тесен път

След като съществува теоретична червейна дупка, е напълно разумно да се запитаме какво би се случило, ако някой наистина се опита да премине през нея. Ето къде идва машината на Общата теория на относителността - като се има предвид тази (много интересна) ситуация, как се държат частиците?

Стандартният отговор е, че червеевите дупки са гадни. Самите бели дупки са нестабилни (и вероятно дори не съществуват) и екстремните сили в червейната дупка принуждават самата червейна дупка да се разтегне и да щракне като гумена лента в момента, в който се образува.

И ако се опитате да изпратите нещо? Е, успех.

Но Айнщайн и Розен са конструирали своята червеева дупка с обичайната метрика на Шварцшилд и повечето анализи на червеевите дупки използват същата метрика. Затова физикът Паскал Койран (Pascal Koiran) от Ecole Normale Supérieure de Lyon във Франция опитва нещо друго - вместо да използва метриката на Единингтън-Финкелщайн. Неговата статия, публикувана през октомври в базата данни за предпринти arXiv, е планирано да излезе в предстоящия брой на Journal of Modern Physics D.

Койран открива, че използвайки метриката на Единингтън-Финкелщайн, може по-лесно да проследи пътя на частица през хипотетична червейна дупка. Той открива, че частицата може да пресече хоризонта на събитията, да влезе в тунела на червейната дупка и да избяга през другата страна, всичко това за ограничен период от време. Метриката на Единингтън-Финкелщайн не се държи неправилно в нито един момент от тази траектория.

Това означава ли, че мостовете на Айнщайн-Розен са стабилни? Не точно.

Общата теория на относителността ни разказва само за поведението на гравитацията, а не и за другите природни сили. Термодинамиката, която е теорията за това как действат топлината и енергията например ни казва, че белите дупки са нестабилни. И ако физиците се опитват да създадат комбинация черна дупка-бяла дупка в реалната вселена, използвайки реални материали, друга математика предполага, че плътността на енергията ще разбие всичко.

Резултатът на Койран обаче все още е интересен, защото посочва, че червеевите дупки не са толкова катастрофични, колкото изглеждаха първоначално, и че може да има стабилни пътища през тунели на червееви дупки, напълно разрешени от Общата теория на относителността.

Само ако можеха да ни закарат по-бързо при баба...

Справка: Infall time in the Eddington-Finkelstein metric, with application to Einstein-Rosen bridges, Pascal Koiran, DOI: 10.1142/S0218271821501066

Wormholes may be viable shortcuts through space-time after all, new study suggests, Paul Sutter,  Live Science