В результате сотрудничества Сагана и Торна появился научно-фантастический бестселлер «Контакт», который вскоре положили в основу одноименного фильма. Ну, а соответствующие исследования коллектива физиков-теоретиков под руководством Торна породили многочисленные публикации, вызвавшие сильный научный резонанс.
Работы Торна заставили вспомнить не только о мостиках Эйнштейна – Розена, но и о «кротовых норах», «червоточинах» и «червячных ходах» американского физика, одного из участников проекта создания атомной бомбы Арчибальда Уилера. Червоточина – это туннель в пространстве – времени, стабилизированный так называемой фантомной материей, которая не дает туннелю схлопнуться. Эта материя обладает отрицательной плотностью энергии.
Насколько правдоподобны подобные построения физиков-теоретиков? Существуют ли в действительности червячные ходы в пространстве – времени, или же это всего лишь нереализуемые математические фантазии? Но если верно второе, то почему они не реализуются, коль скоро не противоречат законам природы? И самый главный вопрос: можно ли предложить какие-либо реальные эксперименты, вплоть до создания искусственных подпространственных «кротовых нор», пусть даже в отдаленном будущем, когда наша цивилизация станет достаточно развитой и мощной?
Модель червоточины на примере согнутого листа бумаги прекрасно иллюстрируют один из героев фильма «Интерстеллар». По его словам, если проделать отверстие карандашом, то муравей-землянин не будет блуждать по листу, а мгновенно попадет на его другую половину. Такой прокол пространства служит обоснованием для всяческих нуль-транспортировок, телепортаций и трансгрессий из фантастических произведений.
Когда речь идет о поиске подпространственных червоточин, первое, что обращает на себя внимание, это черные дыры – бездонные гравитационные провалы сколлапсировавших «замерзших звезд». По мнению астрофизиков, многие свойства коллапсаров говорят о том, что воронки таких звезд вполне могут быть входными порталами червоточин пространства – времени. Если это так, то можно (пока еще чисто умозрительно) попытаться приспособить их для путешествий в пространстве и времени, ведь время в их окрестностях останавливается лишь для внешнего наблюдателя, а для космонавтов, устремившихся в жерло черной дыры, все будет идти своим чередом, и никакого замирания процессов они не заметят.
Эта гипотеза особенно интересна тем, что астрономические теории предсказывают существование удивительных объектов с прямо противоположными коллапсарам свойствами. Такие белые дыры еще более загадочны, чем черные, и должны неудержимо извергать вещество. Нырнув в зев черной дыры, звездолет мог бы вынырнуть из диска ее белой сестры в какую-нибудь пространственно-временную область нашего мира или совсем в другую вселенную, связанную с нашей лишь узкой горловиной червячного лаза.
Вообще говоря, тут просматриваются два варианта фантастического будущего. Первый – из «Контакта» и «Интерстеллара» – это создание некого «подпространственного метро», позволяющего мгновенно перемещаться на парсеки и столетия. Второй – не ждать милостей от природы, а оснастить звездолет генератором черных дыр. Дело в том, что теоретически в невообразимых глубинах пространства – времени (в масштабах «планковской длины», равной 1,62×10–35 метра, что в 1020 раз меньше атомного ядра) бушует удивительнейшая «квантовая пена», насыщенная сверхмикроскопическими черными дырочками – микроколлапсарами. Опять же теоретически, если поймать микроколлапсар и насытить его энергией, он вырастет в черную дыру, пригодную для путешествий через гиперпространство.
Сюжет фильма «Интерстеллар» включает полет корабля «Эндюранс» через портал искусственного коллапсара, возникший в окрестностях Сатурна. Далее отважные земляне попадают в кротовую нору, где встречают «пятимерных существ», которые переправляют их в чужую галактику. Наша это Вселенная или иная – понять невозможно. Во всяком случае, даже если это один из миров Мультиверса, там действуют те же физические законы.
Любопытно, что профессор Торн почему-то никак не обыграл весьма любопытный момент выхода из «подпространственного туннеля», а ведь это самый загадочный элемент межгалактического туннелирования. Черные дыры знают все, многие астрономы считают их открытыми, а вот белой дыры никто еще не наблюдал…
В «Интерстелларе», в отличие от «Контакта», много внимания уделяют темпоральным парадоксам. Из Общей теории относительности следует, что чем сильнее гравитация, тем медленнее течет время. С другой стороны, согласно Специальной теории относительности, чем быстрее летишь, тем медленнее стареешь относительно неподвижного наблюдателя. Отсюда следует и знаменитый «парадокс близнецов», сообразно которому моложавый космонавт может вернуться к своему пожилому брату, оставшемуся на Земле. Кстати, российский космонавт-рекордсмен С. Крикалев, кружась на орбите со скоростью более семи километров в секунду, за 803 суток «отыграл у вечности» не менее 0,02 секунды.
В фильме червячный ход выбрасывает «Эндюранс» в десяти световых миллиардолетиях от Солнечной системы у чудовищной черной дыры Гаргантюа, равной по массе ста миллионам солнц. Радиус дыры сравним с земной орбитой, а ее аккреционный диск из притянутого вещества простирался бы чуть ли не до пояса астероидов. Из-за колоссальной гравитации коллапсара час на поверхности планеты Миллер равен семи годам.
После приключений на планетах системы Гаргантюа главный герой и его робот на двух зондах устремляются в сердцевину черной дыры за научными данными. В теории катастрофический перепад сил тяготения должен был бы скрутить, растянуть и разорвать астронавта и робота на бесчисленное множество фрагментов. Однако Торн считает, что чудеса практики могут опровергнуть любую теорию, и позволяет отважным исследователям легко проникнуть через горизонт событий – точку невозврата для всего, что попадает внутрь черной дыры. Предложено и своеобразное объяснение: гигантские размеры Гаргантюа минимизируют разрывающие приливные силы, так что при очень большом радиусе горизонта событий и его вращении с определенной скоростью есть шанс проникнуть невредимым в таинственные глубины коллапсара.
Внутри вращающейся черной дыры исследователи находят пятимерную вселенную. Тут надо вспомнить, что еще академик Сахаров в своих удивительных космологических работах предложил многолистную модель Вселенной, которую затем дополнил несколькими временами. В ней Андрей Дмитриевич на совершенно новом научном уровне рассмотрел очень старую идею Теодора Калуцы. Для построения единой теории поля, над которой начал тогда работать Эйнштейн, Калуца в 1921 году предположил, что физическое пространство имеет не три, а четыре измерения, дополненные пятым – временем. При этом Калуца допустил, что четвертое пространственное измерение «свернуто» в сверхмикроскопические размеры и не может быть зафиксировано приборами.
Идеи Калуцы восторженно восприняли не только физики-теоретики, среди которых был и великий Эйнштейн, но и писатели. Так, Герберт Уэллс ввел многомерное пространство в роман «Люди как боги». В этой утопии выдающийся фантаст предложил очень необычную для того времени систему мироздания: «Как в трехмерном пространстве бок о бок может лежать любое число практически двухмерных миров, подобно листам бумаги, точно так же многомерное пространство, которое плохо приспособленный к таким представлениям человеческий разум еще только начинает с большим трудом постигать, может включать в себя любое число практически трехмерных миров, лежащих, так сказать, бок о бок и приблизительно параллельно развивающихся во времени».
Вселенная Уэллса напоминает книгу, каждый лист которой оказывается новым миром. Путешествовать тут можно по «книжному корешку», соединяющему вместе все миры. Долгое время этот зримый образ множественного мироздания, или Мультиверса, вдохновлял научных обозревателей и писателей-популяризаторов, но все считали его лишь блестящей выдумкой. Затем на экраны вышли голливудские блокбастеры «Филадельфийский эксперимент» и «Контакт», после которых иные времена и измерения попали на телевидение в сериалы «Секретные материалы», «Хранилище 13» и «Теория Большого взрыва».
Использованию огромных черных дыр для космических путешествий отдал дань и Станислав Лем. В романе «Фиаско» он придумал способ обратить время, чтобы экипаж межзвездного корабля вернулся на Землю в свое время, а не спустя много тысячелетий.
Можно сказать, что и в «Интерстелларе» вся картина запутана в петлях времени. При этом время, проецируясь из пятимерного пространства, описывает такую петлю, что начинает проявляться феномен «двойников». Главный герой из глубины сверхпространства смотрит на самого себя в прошлом, затем мы видим, как он когда-то реагировал на «потустороннее» проявление своего пятимерного образа, что и привело его в межгалактическую экспедицию. Там он попал в черную дыру и увидел себя… Петля замкнулась!
Это происходит почти так, как это описывает Станислав Лем в «Звездных дневниках Ийона Тихого», с одной лишь существенной разницей – в «Интерстелларе» (как, впрочем, и в «Филадельфийском эксперименте») петля времени образовалась в результате воздействия черной дыры, а не фантастических темпоральных вихрей, и это уже допускается современной наукой. Как подобное может происходить в земных условиях? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет.
Однако скорее всего выпадение из реального хода времени в данном случае связано с перемещением не в параллельное пространство, а в некую зону искривления пространственно-временного континуума, в некий «временной мешок», черную дыру, где не существует даже времени.
Маршрут перехода по кротовой норе
В дальнейшем выяснилось, что для пространственно-временных путешествий больше всего подходят именно довольно узкие «червоточины», получившие название лоренцовских, по имени видного голландского физика Хендрика Антона Лоренца – одного из создателей теории относительности.
Вообще говоря, существуют червячные ходы двух различных типов: квантового и полуклассического. Квантовые ближе к кротовым норам, подчиняясь как уравнениям теории относительности, так и принципам квантовой механики, они очень неустойчивы. Путешественник, попавший в такой подпространственный туннель, рискует в любой момент оказаться в замкнутом пространстве, причем открыться канал может