Черные дыры могут оказаться червоточинами в космическом пространстве

Если червоточины в космосе существуют, то они очень похожи на черные дыры, утверждают физики. Это повышает вероятность того, что мы могли их видеть, не знали об этом.

Фото из открытых источников

Вселенная полна захватывающих вещей, например, таких как черные дыры или сливающиеся нейтронные звезды. Однако все это выглядит банально по сравнению с тем, что ученые называют червоточинами, которые гипотетически соединяют части пространства в разных уголках Вселенной. Многие физики скептически относятся к существованию червоточин или, по крайней мере, к тому, что трехмерные объекты могут проходить сквозь них невредимыми.

По мере развития телескопов возникает все более волнующий нас вопрос: если червоточины существуют, почему мы их так и не обнаружили? Четыре болгарских физика считают, что, возможно, мы их просто не распознали.

Большая часть черных дыр, которых мы идентифицировали, известны либо по их гравитационному воздействию на звезды вокруг них, либо по струям материала, вылетающим из их аккреционных дисков. Если бы какие-либо из них действительно были червоточинами, мы вряд ли узнали бы об этом.

Однако наблюдение за поляризацией вокруг M87 * с помощью телескопа Event Horizon и его продолжение на Стрельце A * - это совсем другое дело. В этих случаях мы увидели тень самого объекта на его горизонте событий и надеялись  заметить что-то похожее на червоточину.

Возможность существования червоточин волнует физиков, однако, как отмечают Петя Недкова (Petya Nedkova) и соавторы исследования из Софийского университета, мы не знаем, как они могут выглядеть.

Ученые в своем исследовании пытаются решить эту проблему и приходят к выводу, что, если смотреть под большим углом, червоточины не будут похожи ни на что, что мы ранее видели. Однако авторы считают, что при малых углах наклона червоточина будет иметь «очень похожую картину поляризации» на черную дыру. Следовательно, M87 *, видимый под предполагаемым углом 17 °, может быть червоточиной, и мы бы этого не знали.

Это не значит, что мы абсолютно неспособны отличить червоточины от черной дыры.

«Более значительные различия наблюдаются для сильно линзированных косвенных изображений, где интенсивность поляризации червоточины может вырасти на порядок по сравнению с черной дырой», - пишут авторы.

Линзирование происходит не от массивного объекта между нами и дырой, создающего гравитационную линзу. Траектории фотонов искажаются огромным гравитационным полем дыры, заставляя их совершать частичную петлю вокруг дыры, прежде чем направиться к нам.

Ситуация усложняется еще больше, если мы предполагаем, что вещество или свет могут проходить через червоточину в любом направлении. Если это так, то сигналы из области за пределами входа способны достичь нас. Они изменят поляризованное изображение диска, которое мы видим вокруг дыры, при этом свет, исходящий из другого места, будет обладать отличными поляризационными свойствами. Это может обеспечить то, что авторы называют «характерной сигнатурой для обнаружения геометрии червоточин».

Авторы исследования признают, что их выводы основаны на «упрощенной модели кольца намагниченной жидкости», вращающегося вокруг черной дыры. Более продвинутые модели помогут выявить различия и использовать их для отличия червоточины от черной дыры другими способами.

Статья опубликована в Physical Review D.