Американский физик-теоретик Кип Торн с коллегами рассказали о простейшем моделировании червоточины из фильма «Интерстеллар». По мнению авторов работы, направленной на публикацию в American Journal of Physics, она доступна любому начинающему изучать общую теорию относительности (ОТО) студенту.
В частности, доступный в arXiv.org препринт содержит простейшие уравнения, используя которые можно в любом известном пакете символьных вычислений (Mathematica, Maple или Matlab) смоделировать диаграмму вложения для кротовой норы, а также посмотреть, как из нее видела бы Сатурн камера наблюдателя.
Диаграмма вложения показывает пути световых лучей в червоточине к камере наблюдателя
Изображение: arxiv.org
В статье сообщается о модели червоточины, которую Кип Торн использовал для фильма «Интерстеллар». От вращающейся проходимой кротовой норы типа Эллиса ее отличает наличие ярко выраженного перехода в форме цилиндра между двумя пространственно-разделенными областями Вселенной. Наблюдать за свойствами такой червоточины предлагается при помощи трех параметров.
Диаграммы вложения и визуализации червоточин с видами Сатурна
Изображение: arxiv.org
С математической точки зрения кротовая нора представляет собой гипотетический объект, получаемый как особое несингулярное (конечное и имеющее физический смысл) решение уравнений ОТО. Обычно червоточины изображают в виде согнутой двумерной поверхности.
Попасть с одной ее стороны на другую можно, перемещаясь обычным способом, а можно проделать отверстие и соединить тоннелем обе стороны. В наглядном случае двумерного пространства видно, что это позволяет существенно сократить расстояние.
В вышедшем в начале ноября 2014 года научно-фантастическом фильме «Интерстеллар» нора была проходимой и связывала разные галактики во Вселенной. Одним из консультантов картины выступил физик-теоретик Кип Торн. В 2015-м постановщики визуальных эффектов получили «Оскар» за этот фильм.