Профессор Университета Тура (Франция), старший научный сотрудник НИЛ «Космология»  КФУ  Михаил Волков изучает математическую структуру кротовых нор.

Герои научно-фантастических произведений нередко путешествуют во времени и пространстве, используя кротовые норы – своего рода мосты между мирами. Насколько вероятно то, что такие  червоточины (другое название кротовых нор) существуют на самом деле? На этот вопрос мы попросили ответить Михаила Станиславовича, который (в числе прочих вещей) занимается этой темой и недавно опубликовал  совместно с профессором Кембриджского университета Гэри Гиббонсом три научных статьи в высокорейтинговых журналах: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Physical Review D,  Physics Letters B. Все они посвящены этим экзотическим объектам. В одной из своих статей М.Волков и Г.Гиббонс, объясняя суть кротовой норы в космическом пространстве, сравнивают ее  с обычной кротовой норой, в которую проваливается героиня повести Л.Кэррола «Алиса в стране чудес» и  оказывается в совершенно другом мире.

Считается, что Эйнштейн и Розен в их совместной статье, опубликованной в 1935 году, первыми заговорили о   возможности существования пространственной геометрии в виде некого моста или туннеля, соединяющей два мира. Согласно теории, четырехмерное пространство-время, в котором мы живем, искривлено. Гравитация – не что иное как проявление этого искривления. Материя искривляет пространство вокруг себя, и чем она плотнее, тем сильнее искривление.

«Для того чтобы кротовые норы реально существовали, необходимо наличие  вещества  с отрицательной энергией, из которого они бы состояли. Это энергия отрицательной плотности и колоссального отрицательного давления. Лет 20 назад в среде физиков говорить о кротовых норах считалось чем-то неприличным, потому что все знали, что энергия всегда положительная, – рассказывает М.Волков, отвечая на заданный вопрос. –  Ситуация изменилась в конце прошлого века,  когда открыли темную энергию. Темная энергия – это некая субстанция, невидимая материя, которая составляет примерно 70% нашей  Вселенной. Физики пока точно не знают, что именно она из себя представляет. Сегодня  есть математические модели темной энергии, и многие из них предполагают наличие отрицательной энергии. Идея о существовании отрицательной энергии, которая 20 лет назад казалась нелепой, неожиданно стала популярной, опубликована масса научных статей на эту тему».

На проходившей  в КФУ с 27 ноября по 2 декабря III Международной зимней школе-семинаре по гравитации, космологии и астрофизике «Петровские чтения-2017» Михаил Волков  выступил с докладом, посвященным  математической структуре кротовых нор.

Нам Михаил Станиславович описал гипотетическую кротовую нору, при помощи которой можно попасть в другую Вселенную, так:

«Она представляет собой  бесконечно тонкий, но очень тяжелый  обруч (каждый сантиметр этого кольца весит много миллионов тонн), состоящий из экзотической материи, которая имеет огромную отрицательную массу и отрицательную энергию. Для того чтобы человек мог пройти через такое кольцо, оно должно быть в диаметре примерно 2 метра. Оказывается, отрицательная масса экзотической материи, из которой должно состоять кольцо такого размера, должна быть примерно равна массе Юпитера – но со знаком минус….».

Поскольку кротовая нора, согласно математической модели Волкова и Г.Гиббонса, – не туннель а бесконечно тонкое кольцо, то человек может находиться в двух мирах одновременно. Как же понять, что кто-то оказался  в червоточине?

«Если вы увидите, к примеру, голову человека, которая появляется из кольца, как в фантастических фильмах, значит, он – в кротовой норе!» - говорит Волков. Ученый отмечает, что можно сколько угодно ходить вокруг такого  кольца, оставаясь в своем мире, но если пройти его насквозь, то мгновенно  попадешь в другой мир. Чтобы вернуться обратно в свой мир, нужно просто пройти через кольцо в обратном направлении.

Поиск кротовых нор для М.Волкова и Г.Гиббонса не был самоцелью, они возникли  как особый класс решений системы уравнений общей теории относительности.

«Мы хотели развить некую технику генерации решений, выяснить, как можно при помощи уже известных решений построить новые. Рассмотрели модель, в которой были поля с отрицательными энергиями. Кротовые норы в виде обручей  – это приложения, которые у нас появились в процессе выполнения  нашей основной задачи. Мы выяснили, что при определенных условиях существование таких экзотических объектов возможно, оно не противоречит общей теории относительности».

Михаил Волков утверждает, что пока наука не может ни доказать, ни опровергнуть факт существования кротовых нор, при помощи которых человек мог бы осуществлять путешествия во времени и пространстве. В обозримом будущем, скорее всего, будут открыты микроскопические кротовые норы, периодически рождающиеся и исчезающие  в процессе квантовых флуктуаций, считает ученый. Если удастся открыть кротовые норы в микромире, это событие станет шагом на пути к одной из главных целей теоретической физики: примирению квантовой механики с общей теорией относительности Эйнштейна.