Создатель теории внутреннего строения черных дыр, заместитель директора Астрокосмического центра Физического института РАН и директор Института теоретической астрофизики в Копенгагене, член-корреспондент РАН Игорь Новиков уверен, что ученые скоро экспериментально исследуют возможность существования не только черных дыр, но и “кротовых нор”.

- Игорь Дмитриевич, в книге “Черные дыры и Вселенная”, которая вышла в 1985 году, о “кротовых норах” вы не упомянули ни разу. Они открыты недавно?

- Теоретическое обоснование возможного существования “кротовых нор” сделал еще Эйнштейн в 1935 году. Он рассматривал его как некий теоретический, математический артефакт, побочное следствие общей теории относительности. ОТО - сложная математическая наука, поэтому, как в любой сложной задаче, в ней возможны побочные решения. Вот и в случае с “кротовыми норами” они рассматривались как некое умозрительное построение - теоретики как бы изобрели нечто, чего на самом деле в природе нет.

- Почему “кротовые норы” и как они выглядят?

- С точки зрения ОТО, пространство и время сильно меняют свою геометрию, или, как мы говорим, искривлены в сильных полях тяготения. Пример - черные дыры, в которых геометрия пространства, особенно внутри дыр, совсем не такая, которой нас учили в школе. Черную дыру можно представить себе как некую гигантскую воронку. Но это искривлена не поверхность, а само трехмерное пространство. “Кротовая нора” снаружи похожа на нее, но у черной дыры есть так называемая граница событий, которой нет у “кротовых нор”. Если какой-то объект, газ или луч света пересекает эту границу, то назад возврата нет. А из “кротовой норы” выход есть, и он может привести нас в другое место Вселенной. Такие тоннели действительно напоминают кротовые ходы, по которым можно путешествовать.

После Эйнштейна было сделано много теоретических работ, и уже в наше время выяснилось, что “кротовые норы” могут соединять не только разные места нашей Вселенной, но через них есть выход и в другие Вселенные. Причем очень короткие ходы могут соединять между собой места, расположенные друг от друга очень далеко. Можно идти по поверхности Земли, а можно, как крот, прорыть нору. При этом длина тоннеля составляет всего несколько километров, а соединяет он места, удаленные друг от друга на миллионы и даже сотни миллионов световых лет. Сам термин “кротовая нора” предложил в 1950-х годах американский физик Джон Уиллер, хотя по-английски он звучит как wormhole - червоточина.

- “Кротовые норы” можно увидеть?

- Разработана теория возможного их существования, но эти объекты пока считаются гипотетическими. Так было и с черными дырами. Эйнштейн, предсказавший их сразу после того, как сформулировал ОТО, сам относился к ним, к сожалению, скептически, как и многие другие великие ученые. Английский физик Артур Эдингтон считал, что все это ерунда полнейшая. Кстати, спустя многие годы после этого я, занимаясь черными дырами, получил, по иронии судьбы, награду Английского королевского общества медаль Эдингтона как раз за то, что он сам считал ненужным.

Сейчас перед нами стоит задача экспериментально, в ходе наблюдений доказать, что “кротовые норы” реально существуют. Руководитель космического проекта “Радиоастрон” академик Николай Кардашов сформулировал перед участниками проекта уже не просто теоретическую, а вполне практическую задачу: если “кротовые норы” есть, то как они могут выглядеть, чем отличаются от черных дыр, как их можно найти, где они могут быть и что из этого следует.

Согласно гипотезе, входы в “кротовые норы”, так же как и в черные дыры, могут быть в центре некоторых галактик - гигантских звездных систем, состоящих из сотен миллиардов звезд. “Кротовые норы” и черные дыры могут быть очень похожими, но по существу - это принципиально разные объекты. Те и другие очень компактны, но в отличие от черных дыр масса “кротовых нор” может быть относительно маленькой и даже отрицательной. По-видимому, они обладают сильнейшим магнитным полем, причем силовые линии выходят из них радиально - это теоретически доказано и может служить важным признаком для внешнего наблюдателя.

Еще одна отличительная особенность “кротовой норы” - из нее может выходить излучение, или газ, или что-то еще, а из черной дыры - нет. В дыру падает что угодно - газ, свет, звезды. Газ на подлете к ней разогревается до огромных температур, и тогда можно наблюдать свечение. Но это излучение не черной дыры, а именно газа при движении его в огромном поле тяготения дыры.

“Кротовая нора” может давать собственное излучение, и при этом будет наблюдаться так называемое фиолетовое доплеровское смещение частоты света, связанное с движением любого объекта от “норы” в нашу сторону. Вблизи черной дыры мы можем видеть только красное смещение частоты света, но никогда не обнаружим возле нее структуры, меньшие по размеру, чем она сама. “Кротовая нора” вся доступна для наблюдения, и внутри нее должны быть различимы и маленькие объекты. Следовательно, для того чтобы отличить дыру от “норы”, надо изучить вблизи них магнитные поля, а также различные структуры очень маленьких размеров в центре галактик.

Для решения этих задач нужны самые современные методы исследований объектов с наиболее допустимым угловым разрешением. Это станет возможным с помощью космического аппарата “Радиоастрон”, который планируется запустить к концу нынешнего года. Радиотелескоп на его борту и комплекс наземной аппаратуры позволят исследовать центральные области ближайших галактик и получать их изображения с точностью 1/1000000 доли угловой секунды. “Радиоастрон” будет летать по вытянутой орбите и удаляться от Земли на 350 тысяч километров. Запланировано и логическое продолжение этого проекта - через семь лет запуск космического аппарата “Миллиметрон”, с помощью которого мы сможем заглянуть уже внутрь “кротовой норы”.

- И что же из этого следует?

- Если “кротовые норы” могут соединять такие удаленные места, то мы сможем через эти “норы” получать информацию о других вселенных. Там могут быть другие законы, отличающиеся от тех, которые управляют движением материи в нашей Вселенной. А что может быть важнее для фундаментальной науки?

- Обыденному сознанию трудно представить себе черные дыры, “кротовые норы”, искривление пространства... А вы, когда размышляете, решаете свои теоретические задачи, имеете перед собой какие-то образы?

- Конечно, даже когда занимаюсь черными дырами! Только не надо думать, что мы должны видеть их как, например, ваш блокнот, ручку. Это более сложные, абстрактные образы. Шахматист, когда играет вслепую, представляет не конкретные фигуры, передвигая их по воображаемой доске, он мыслит абстрактными образами. И, конечно, черная дыра на самом деле - это не привычная нам воронка, а более сложный объект искривления трехмерного пространства.

- Уж больно все это похоже на фантастику.

- Нет, это вполне реальные вещи. Фантазии предполагают выдумывание чего угодно. В науке все диктуют физические законы, математические уравнения, и даже абстрактные образы имеют точные параметры. Хотя сама наука, ее методы и достижения воспринимаются как фантастика.