Материя – это «материал». Вся она состоит из частиц, занимающих пространство. Все, что мы можем чувствовать и видеть на Земле, — это материя, и обычно она пребывает в трёх состояниях: твердом, жидком или газообразном. 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 твёрдые тела, с которыми мы обычно сталкиваемся на Земле. Те, которые ведут себя самым странным образом, называются экзотической материей.
Изображение: Rost9/Shutterstock
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. И она вполне может быть ключевым ингредиентом для создания червоточины (или кротовой норы).
Искривление пространства и времени
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 учёный Исаак Ньютон (Isaac Newton) сказал, что гравитация создаётся массой объекта. Масса объекта – это количество вещества в нём. Это означает, что чем больше материи находится в объекте, тем больше гравитационное притяжение к этому объекту.
В 1915 году физик Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) изменил наш взгляд на то, что создает гравитацию.
Эйнштейн сказал, что материя искривляет пространство. Он сказал, что движущиеся объекты будут следовать кривизне этого искривлённого пространства, и именно это создаёт эффект гравитации.
Например, Земля состоит из материи, и она искривляет пространство вокруг себя. Когда объекты движутся вокруг Земли, они следуют за искривлённым 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 течёт 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, он называется «устьем». Червоточина имеет два входа, которые могут быть разделены огромным расстоянием, а сам туннель называется «горловиной».
Создание червоточины
Одним из видов экзотической материи, которую можно связать с червоточинами, является 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 же с отрицательной массой будет отталкивать от себя другую материю.
Физик Кип Торн (Kip Thorne) предположил, что отрицательная материя будет необходима для поддержания стабильности червоточины после её образования. Мы никогда не обнаруживали отрицательную материю и даже не знаем, как бы она выглядела, но это то, что мы можем выразить в уравнениях и понять, как бы она вела себя, если бы существовала.
И хотя мы можем сказать, что такое червоточина, мы пока не знаем, как её создать, поэтому мы не можем знать, может ли экзотическая материя вообще создавать червоточины.
Червоточины интересны учёным и писателям-фантастам, потому что существует вероятность того, 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, потратив на это совсем немного времени.
