Вчені не знають, чи існують космічні струни, але якщо вони існують, вони можуть змінити розуміння Всесвіту і дозволити переміщатися в часі.
Якщо фізики зможуть підтвердити існування космічних струн, то вони могли б допомогти створити Святий Грааль фізики, тобто теорію всього, яка об’єднує квантову механіку і теорію відносності Ейнштейна. При цьому космічні струни, можливо, дозволять подорожувати в часі, пише BGR.
Космічні струни — що це?
Теорії, які описують космічні струни, припускають, що ці структури тонші за ядро атома і являють собою дуже довгу тонку нитку. Фізики вважають, що космічні струни є довгими трубками, які або нескінченно розтягуються, або ж замикаються, як петля. Незважаючи на те що, космічна струна дуже тонка, вона може мати масу десятків тисяч зірок, і вона буде поступово стискатися з часом, випромінюючи гравітаційні хвилі під час коливань. Передбачається, що типова петля космічної струни може мати довжину 10-20 світлових років.
Фізики-теоретики вважають, що існує два види космічних струн. Перші називаються космічними суперструнами і беруть свій початок у теорії струн. Вона припускає, що фундаментальні частинки Всесвіту є вібруючими струнами і ця теорія є спробою створити так звану теорію всього. Суперструни можуть бути розтягнуті по всьому космосу, даючи підказки про структуру реальності і, можливо, також зберігаючи ключ до подорожей у часі.
Другий вид космічних струн, згідно з теорією, є реліктовою структурою, що залишилася від формування раннього Всесвіту. Їх ще іноді називають прихованими шрамами Всесвіту. Вони утворилися, як вважають фізики, коли в найперші миті після Великого вибуху відбулося роз’єднання чотирьох фундаментальних сил природи: електромагнетизму, гравітації, а також сильної і слабкої взаємодії. Після того, як Всесвіт почав остигати, з’явилися своєрідні тріщини в космосі, відомі як космічні струни.
Подорож у часі можлива?
Астрофізик Дж. Річард Готт із Прінстонського університету вважає, що космічні струни можуть дати ключ до подорожей у часі. За словами вченого, дві космічні струни, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, теоретично можуть утворювати петлю в просторі-часі. Таким чином вони створять свого роду червоточину.
Загальна теорія відносності Ейнштейна допускає існування петель у часі, що, можливо, дає змогу подорожувати в часі. Це пов’язано з тим, що простір-час може викривлятися доти, доки не замкнеться сам на себе і не створить петлю.
Готт вважає, що космічні струни можуть викривляти простір-час, створюючи короткі шляхи в ньому. Це і є червоточина. Якби люди на космічному кораблі подорожували між двома планетами, а посередині була б космічна струна, то вона б дозволила потрапити на іншу планету надзвичайно швидко. Подорож у такий спосіб зі швидкістю, близькою до швидкості світла, дасть змогу прибути до пункту призначення швидше, ніж промінь світла, що летить по прямій між двома планетами. Це означає, що мандрівники, які прибули в пункт призначення, зможуть спостерігати, як вони ж тільки збираються в дорогу.
За словами Готта, дві космічні струни, які рухаються в протилежних напрямках і перетинають одна одну, викривляють простір-час таким чином, що це створює петлю в часі. Якщо подорожувати двома струнами, то можна повернутися назад у часі.
Теорія, що описує всю фізику
Але виявити космічні струни дуже складно. Їхня надзвичайна щільність має викривляти простір-час, створюючи ефект гравітаційного лінзування, який може спричинити дублювання зображень галактик. Але ці струни можуть бути легшими, ніж передбачається, а тому таке лінзування буде неможливим.
Тому Готт вважає, що спостереження подій гравітаційного мікролінзування, коли струна, що проходить, може тимчасово подвоїти яскравість зірки, допоможе їх виявити. Також астрофізик вважає, що виявлення космічних струн може допомогти створити теорію Великого об’єднання, тобто теорії, що описує всю відому фізику у Всесвіті, як єдине ціле.
