Начнем с самого простого. Под материей нужно понимать, букваально, материал. Это все, что состоит из частиц, занимающих пространство. Все, что мы можем чувствовать и видеть на Земле, является материей, и обычно она бывает одного из трех типов: твердое, жидкое или газообразное. Это может быть стул, на котором вы сидите, морская вода или гелий в воздушном шаре.
Существуют и другие типы материи, которые ведут себя не так, как газы, жидкости или твердые тела, с которыми мы обычно сталкиваемся на Земле. Те, которые ведут себя самым странным образом, называются экзотическими материями. Мы можем создавать экзотические вещества в лабораториях, охлаждая некоторые материалы до очень низких температур. Одним из примеров является чрезвычайно холодный гелий. Он называется сверхтекучим гелием и представляет собой жидкость, способную карабкаться по стенам.
Вполне возможно, что однажды экзотическая материя сможет объяснить некоторые тайны космоса. Это может быть ключевым ингредиентом для создания червоточины. И вот тут начинается самое интересное.
Что такое червоточина?
Червоточина — это то, что соединяет два места во вселенной, искривляя пространство. Червоточину никогда не находили, но если бы она существовала, то могла бы подчиняться нашим законам гравитации. В 1687 году ученый Исаак Ньютон сказал, что гравитация создается массой объекта. Масса объекта – это количество вещества в нем. Это означает, что чем больше материи находится в объекте, тем больше гравитационное притяжение к этому объекту.
В 1915 году физик Альберт Эйнштейн изменил наше представление о том, что создает гравитацию. Эйнштейн сказал, что материя искривляет пространство . Он сказал, что движущиеся объекты будут следовать кривизне этого искривленного пространства, и именно это создает эффект гравитации.
Например, Земля состоит из материи, и она искривляет пространство вокруг себя. Когда объекты движутся вокруг Земли, они следуют за искривленным пространством, которое заставляет их падать на Землю. Это то, что мы называем гравитацией.
Это искривление пространства, вызванное материей, влияет и на время. Чем более искривлено пространство, тем медленнее течет время. Поскольку пространство и время так тесно связаны, мы часто говорим о пространстве-времени, когда исследуем, как устроена Вселенная.
Червоточина образуется в результате искривления пространства-времени таким образом, что между двумя отдельными областями Вселенной образуется туннель. Там, где туннель выходит в космос, его называют "устьем". Червоточина имеет два входа, которые могут быть разделены огромным расстоянием, а сам туннель называется "горловиной".
Причем тут экзотическая материя?
Один тип экзотической материи, которая может быть связана с червоточинами, — это материя с отрицательной массой. Вся материя, которую мы знаем, имеет положительную массу и притягивается к другой материи под действием гравитации — как яблоко, падающее на Землю. Материя с отрицательной массой будет отталкивать от себя другую материю.
Физик Кип Торн предположил, что отрицательное вещество будет необходимо для поддержания стабильности червоточины после ее образования. Мы никогда не обнаруживали отрицательной материи, и мы даже не знаем, как она будет выглядеть, но это то, что мы можем выразить в уравнениях и понять, как она вела бы себя, если бы существовала.
Хотя мы можем сказать, что такое червоточина, мы не знаем, как ее создать, поэтому мы не можем знать, существует ли какой-то тип экзотической материи, которая способна создавать червоточины.
Червоточины интересны ученым и писателям-фантастам, потому что есть вероятность, что червоточины могут связывать две области в космосе, которые находятся далеко друг от друга. Если бы они действительно существовали, мы, возможно, смогли бы путешествовать на огромные расстояния по Вселенной за короткое время.
