Парадоксы пространства-времени

Может ли произвольно взятая область пространства содержать в себе меньше,чем ничего? Здравый смысл подсказывает, что, разумеется, не может: если удалить оттуда всю материю и все излучение, то там останется абсолютный вакуум. Однако квантовая физика опровергает это представление.

Любая область пространства может содержать меньше, чем ничего, то есть плотность энергии в ней приобретает отрицательную величину. Гравитация (или тяготение) на самом деле является, согласно общей теории относительности Эйнштейна, искривлением пространства-времени под влиянием нормальной (положительной) энергии (массы). Но если пространство-время искривляется под воздействием отрицательной энергии, то последствия могут быть удивительными: образование туннелей, сокращающих расстояние между удаленными областями Вселенной, «свертывание» пространства-времени, возможность путешествий в прошлое.

Согласно квантовой теории поля, вакуум - это низшее энергетическое состояние

пространства-времени, однако в нем постоянно рождаются и тут же исчезают так называемые виртуальные частицы. Следовательно, вакуум никогда не бывает «абсолютной пустотой», хотя его общая энергия остается равной нулю. Если же подавить образование в вакууме виртуальных частиц, то его энергия уменьшится ниже нуля, то есть приобретет отрицательное значение. При этом, разумеется, общая энергия всего пространства останется положительной. «Подавление» вакуума создает отрицательную энергию в одной области пространства, но в то же время в другой его области возрастает положительная энергия. Для более наглядного представления взаимосвязи положительной и отрицательной энергии уместно воспользоваться «финансовой» аналогией. Будем считать, что

деньги, взятые в долг, это отрицательные деньги, которые необходимо вернуть. Но долг принято возвращать с процентами. Значит, вернуть придется больше, чем одалживали.

Отрицательная энергия -это не плод чистой фантазии. Реальность ее существования подтверждается и теорией черных дыр. Это же понятие позволяет предположить возможность образования «червоточин» - туннелей, «накоротко» соединяющих различные области пространства-времени. При определенных условиях космический корабль мог бы войти в туннель на Земле и почти мгновенно выйти из него, например, в Туманности Андромеды!

Искривление пространства-времени, достигаемое отрицательной энергией, позволило бы осуществлять движение материальных тел со скоростями больше скорости света! В 1994 году Мигель Алькубьерре Мойя из Уэльского университета нашел решение уравнений теории относительности, подтверждающее такую возможность. Причем перемещаться с такой умопомрачительной скоростью должна сама «свертка» пространства-времени с заключенным внутри нее кораблем. Корабль же покажется членам его экипажа совершенно неподвижным. По мере возрастания сверхсветовой скорости экипажу будет ка-

заться, что звезды, находящиеся впереди прямо по курсу, сближаются друг с другом, как бы собираясь в тесную «кучку», и приобретают все более отчетливый голубой цвет. Звезды же, расположенные позади корабля, также будут сближаться и интенсивно краснеть. Значительный вклад в разработку теории такого движения внес петербургский ученый, научный сотрудник Пулковской обсерватории С. В. Красников.

Если в будущем удастся создать «червоточины», то, возможно, реальными станут и путешествия во времени. Скорость течения времени относительна, она зависит от скорости перемещения наблюдателя. Если корабль превысит скорость света, то его экипаж может возвратиться на Землю... раньше, чем покинул ее!

Впервые идею машины времени, основанной на принципе «червоточины», предложили в 1988 году ученые из Калифорнийского технологического института Моррис, Торн и Уиртсвер.

Разумеется, все «чудеса», связанные с использованием отрицательной энергии пространства, являются пока что уделом теории. Но факт использования этих понятий в научных трудах дает надежду на возможность в будущем (пусть даже и весьма отдаленном) осуществления этих «чудес» на практике.

Вадим ИЛЬИН

НЛО 10,2001