Расширение Вселенной на определенном этапе эволюции хорошо описывается моделью Фридмана. Она была выведена из общей теории относительности и до сих пор считается одной из самых важных и актуальных космологических моделей.
Астрофизики из РУДН показали теоретическую возможность существования проходимых червоточин в расширяющейся Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Universe.
«Червоточина (или «кротовая нора») — сильное искривление пространства-времени. Она напоминает туннель либо между отдаленными областями одной вселенной, либо между разными вселенными. Впервые такие структуры обсуждались в рамках решения уравнений гравитационного поля сто лет назад. Рассматриваемые тогда червоточины оказались непроходимыми даже для фотонов. Сейчас рассматриваются другие — проходимые червоточины в различных теориях гравитации и различных типах материи. Мы исследовали возможные проходимые кротовые норы в общей теории относительности, которые поддерживаются пылеподобной материей», — рассказал Кирилл Бронников, доктор физико-математических наук, профессор РУДН.
Астрофизики исследовали обобщенную форму знаменитого решения Леметра-Толмана-Бонди, которое описывает эволюцию сферически-симметричных распределений электрически нейтральной пыли в общей теории относительности. При этом в расчеты были введены внешний источник электрического или магнитного поля и ненулевая космологическая постоянная (положительной космологической постоянной оответствуют силы отталкивания, отрицательной — силы притяжения). Они стремились найти математические условия, при которых проходимые червоточины могли бы существовать в такой среде.
Исследователи получили численные решения, описывающие движение фотонов через червоточины, соединяющие разные расширяющиеся вселенные или разные части одной и той же вселенной. Удастся ли пройти через червоточину, зависит от параметров ее «входа» и начальных условий.
«Возможные наблюдательные признаки таких объектов, — например, свойства космического микроволнового фона и магнитных полей, — могут стать предметом дальнейших исследований. Особенно интересно сравнить характеристики наших моделей червоточин с наблюдаемыми параметрами космических пустот и другие неоднородности нашей Вселенной», — заключил Бронников.