Ми вдивляємося в далекі області Всесвіту, намагаючись відшукати загадкові космічні об'єкти, але самі, можливо, живемо всередині космологічної «кротової нори» - тунелю в просторі-часі. Такий висновок випливає з розрахунків, зроблених на основі картини розподілу темної матерії.
У 2014 році на екрани вийшов науково-фантастичний фільм «Інтерстеллар» режисера Крістофера Нолана. Ідея сюжету, в основі якого лежить сучасна фізика, а не барвисті комп'ютерні спецефекти, належить американському фізику і астроному Кіпу Торну. В одному епізоді герої фільму відправляються в далеку область всесвіту через об'єкт, який називається кротовою норою. Кротова нора - така особливість простору-часу, яка дозволяє відразу потрапити з однієї точки простору в іншу, фізично не долаючи відстань між ними. Це як якби, зробивши крок за поріг своєї квартири, ви відразу опинилися на березі океану в протилежному боці Земної кулі. Здається фантастикою, однак фізики всерйоз вивчають подібні явища, і може так вийде, що Всесвіт влаштований набагато складніше і цікавіше, ніж нам здається.
На початку минулого століття Альберт Ейнштейн публікує свою Загальну Теорію Відносності, головна ідея якої полягає в тому, що всі об'єкти, що володіють масою і енергією, здатні змінювати навколо себе властивості простору-часу. На сьогоднішній день теорія Ейнштейна краще за інших описує спостережувані гравітаційні ефекти. Взяти, наприклад, супутники навігаційної системи GPS. Виявилося, що час на годиннику супутників на висоті 20 000 кілометрів йде швидше, ніж на поверхні Землі. Після року, проведеного на орбіті, земний годинник відстає від годин на супутнику на 0.014 секунди. Не так вже й багато, але якщо не враховувати навіть таке невелике відставання, точність визначення координат помітно б знизилася. Відбувається це через те, що поблизу масивних об'єктів (у разі супутника такий об'єкт - Земля), час тече повільніше, ніж на відстані від них.
Іншим наслідком Загальної Теорії Відносності стала можливість існування таких космічних об'єктів, як чорні діри і кротові нори. Знаменитий нам Кіп Торн ще 25 років тому математично показав, що може існувати кротова нора, крізь яку можливо подорожувати в просторі. Як це розуміти, і чому тоді астрономи досі не показали фотографію з телескопа і не сказали, що ось вона, та сама кротова нора?
Рівняння Ейнштейна встановлюють закон, за яким властивості простору і часу пов'язані з властивостями матерії. Наприклад, ми хочемо подивитися, чи не буде існування кротової нори суперечити теорії. Для цього потрібно визначити умови, які зроблять можливим переміщення по цій самій норі. Її розмір повинен бути досить великим, вона повинна бути стабільна в часі і як мінімум не повинна мати сильну гравітацію, інакше космічних мандрівників просто напросто розірве на частини при наближенні до нори. Якщо ми знайдемо рішення рівнянь Ейнштейна, яке буде задовольняти наші умови, то можна сказати, що теоретично можливе існування такого об'єкта. Тобто теорія говорить, що так, кротова нора може існувати, але не дає ні найменшого натяку на те, як її знайти.
У сучасній астрономії є ряд нерозв'язаних проблем. Одна з них - це існування темної матерії, загадкової речовини, яка має масу, але ніяк не взаємодіє з випромінюванням, іншими словами, її не можна побачити. Спостерігаючи за рухом галактик, астрофізики встановили, що їх маса ніяк не узгоджується з розподілом швидкості руху зірок у просторі. Єдиним поясненням цього може бути існування якоїсь невидимої матерії, яка вносить свій внесок у гравітаційну взаємодію. Вражаючий той факт, що на частку видимої матерії припадає всього лише 5% речовини у всесвіті. Решта припадає на темну речовину і темну енергію, природа якої до цих пір - загадка.
Ось тут ми і підійшли до того цікавого результату, який отримали фізики і математики з Індії, Італії та США. Вони зіставили карту розподілу темної матерії в нашій галактиці з математичними параметрами, що описують такий об'єкт, як кротова нора. І виявилося, що припущення про те, що вся галактика Чумацький Шлях є не що інше, як справжня величезна кротова нора, не суперечить теорії Ейнштейна. Цікаво, чи не так?
Ми вдивляємося в далекі області Всесвіту, намагаючись відшукати загадкові космічні об'єкти, а самі можемо жити всередині кротової нори. Треба зазначити, що це поки всього лише наукова гіпотеза, і далеко не факт, що все так і йде насправді. Самі автори роботи підкреслюють, що їх сенсаційний результат - всього лише привід подивитися на проблему темної матерії з іншого боку. Можливо, це ніякі не невидимі частинки, а наслідок перетину нашого світу з іншим виміром, в якому контакт здійснюється через гравітаційну взаємодію.
Фото: NASA, ESA, Flickr.com
За матеріалами: Phys.org