Мосты Эйнштейна — Розена: не туннели в пространстве, а связь между прошлым и будущим

Червоточины. Кротовые норы. Туннели в пространстве-времени, соединяющие далёкие уголки Вселенной. Так их изображают в научной фантастике. Так их описывают в популярных статьях. Так представляют себе мосты Эйнштейна — Розена.

Возможно, всё это — заблуждение.

Новая работа, опубликованная в журнале Classical and Quantum Gravity, предлагает совершенно иную интерпретацию. Мост Эйнштейна — Розена связывает не две точки пространства. Он связывает два направления времени. Одно — вперёд, другое — назад.

Как всё начиналось

В 1935 году Альберт Эйнштейн и Натан Розен ввели понятие «моста» как математической связи между двумя симметричными областями пространства-времени. Изначально конструкция нужна была не для космических путешествий. Эйнштейн и Розен решали другую задачу: описание поведения квантовых полей в сильной гравитации. Мост был инструментом, а не целью.

Позже интерпретация изменилась. Мосты начали называть кротовыми норами. Родилась идея: а что, если через них можно путешествовать? Расчеты быстро показали: нельзя. Такая структура схлопывается быстрее, чем свет успел бы её пересечь. В рамках общей теории относительности мосты Эйнштейна — Розена нестабильны и ненаблюдаемы. Тупик.

Авторы новой работы предлагают выйти из тупика. Отказаться от пространственной интерпретации. Вернуться к исходной математике. И увидеть там не туннель между галактиками, а связь между двумя компонентами квантового состояния. В одной компоненте время течёт вперёд. В другой — назад относительно зеркального отражения.

При чём здесь чёрные дыры и исчезающая информация

В 1974 году Стивен Хокинг сделал открытие, которое породило одну из самых острых проблем теоретической физики. Чёрные дыры не вечны. Они испаряются за счёт излучения (сегодня его называют излучением Хокинга). И когда чёрная дыра испаряется полностью, информация о всём, что в неё упало, исчезает.

Квантовая механика запрещает уничтожение информации. Это фундаментальный принцип. Возникает противоречие: либо квантовая механика не работает для чёрных дыр, либо мы чего-то не понимаем.

Новая интерпретация мостов Эйнштейна — Розена предлагает решение. Информация не уничтожается. Она продолжает существовать в противоположном временном направлении. Информация о том, что упало в чёрную дыру в нашей Вселенной (время вперёд), сохраняется в зеркальной области, где время течёт назад. Причинность не нарушается. Экзотической физики не требуется.

Большой взрыв как переход

Авторы работы делают ещё один шаг. Если мосты Эйнштейна — Розена — это связь между противоположными направлениями времени, то Большой взрыв можно интерпретировать не как начало, а как переход. Переход между двумя временными направлениями. Наша Вселенная — одна сторона моста. Есть другая сторона, где время течёт иначе.

Исследователи говорят прямо: «Кротовые норы не нужны: мост оказывается временным, а не пространственным, а Большой взрыв становится не началом, а переходом».

Следы в тёмной материи

У модели есть потенциальное наблюдательное следствие. Некоторые объекты из «прошлой фазы» Вселенной (той, где время течёт иначе) могли сохраниться и проявлять себя в нашей Вселенной. Сегодня эти объекты могут интерпретироваться как тёмная материя.

Тёмная материя — одна из главных загадок космологии. Мы не видим её, но чувствуем её гравитацию. Галактики вращаются слишком быстро, скопления галактик ведут себя так, будто в них есть невидимая масса. Что это — неизвестно. Новая модель предлагает ответ: это следы мостов Эйнштейна — Розена. Осколки иной временной ветви.

Вопрос, который остаётся за пределами теории

Работа носит теоретический характер. Прямых наблюдательных подтверждений нет. Это математическая модель, которая согласуется с известными уравнениями и решает некоторые проблемы (информационный парадокс чёрных дыр). Но будет ли она подтверждена экспериментально — вопрос десятилетий, если не столетий.

Однако сам подход заслуживает внимания. Авторы не пытаются построить машину времени. Они не предлагают лететь к соседней звезде через кротовую нору. Они возвращаются к исходной идее Эйнштейна и Розена, очищают её от позднейших наслоений и обнаруживают там не пространство, а время.

Вопрос, который не задают в научных статьях: если мосты Эйнштейна — Розена соединяют два направления времени, то где находится «наблюдатель», который видит оба направления? Или сама математика не требует наблюдателя? Может быть, Вселенная устроена так, что время двунаправлено само по себе — просто мы живём только в одной из веток и не способны воспринимать другую?

Ответов нет. Есть только уравнения. И новая интерпретация, которая, возможно, приближает нас к объединению квантовой механики и гравитации. Или — как знать — заводит в тупик, из которого физики будут выбираться следующие полвека.

Мосты Эйнштейна — Розена не ведут к звёздам. Они ведут к пониманию времени. Которое, возможно, не так однозначно, как нам кажется. И которое, возможно, имеет не одну стрелку, а две. Или больше. Мы просто не умеем их видеть. Пока.