Фантомное свечение: тень кротовой норы ярче, чем у чёрной дыры ✛ ✦

Оригинал: "Ellis-Bronnikov Wormhole Shadows with Spherically Symmetric Accretion Flow"
arXiv:2606.01699v1 · 2026-06-01 · CC BY 4.0 · 2 мин
Моделирование показало: отсутствие горизонта событий делает фотонное кольцо кротовой норы ярче, но современные телескопы пока не видят разницы.

В 2019 году снимок тени M87* стал сенсацией: впервые человечество увидело очертания чёрной дыры, предсказанной Шварцшильдом и обросшей мифами. Но что, если этот светящийся полумесяц — автопортрет не абсолютной бездны, а космического портала? Кротовые норы, гипотетические мосты сквозь искривлённое пространство-время, названные Джоном Уилером, долго кочевали по страницам фантастики. Теперь они проходят строгий экзамен общей теории относительности.

Представьте два световых колодца. Один — чёрная дыра: обрывается горизонтом, где любой свет исчезает навсегда. Второй — кротовая нора Эллиса-Бронникова: её горловина прозрачна, как незамутнённое стекло, сквозь которое сочится излучение материи с обратной стороны, действуя словно гравитационная линза, вывернутая наизнанку. Именно это призрачное свечение делает её фотометрический портрет ярче: центральное затемнение мельче, а фотонное кольцо пылает интенсивнее. Численно: отношение максимальной яркости к минимальной у кротовой норы ~2.8 против ~1.9 у шварцшильдовской дыры, а диаметр кольца чуть шире — 45 микросекунд дуги вместо 42. Каждый фотон, делая полный оборот вокруг горловины, приходит к нам с запозданием — словно эхо из прошлого самой системы, накладывая изображения разных эпох аккреционного диска друг на друга.

Ключ к такому поведению — формула метрической функции, управляющая гравитационным красным смещением и ходом лучей: $$ f(R) = \frac{2M}{\ell}\left(\tan^{-1}\frac{R}{\ell} - \frac{\pi}{2}\right) $$ Она определяет, насколько свет теряет энергию, выбираясь из гравитационного колодца. У чёрной дыры горизонт обрезает часть траекторий, а у кротовой норы — нет, и фотоны, многократно обогнув горловину, приходят к наблюдателю с меньшими потерями.

Парадокс модели Эллиса-Бронникова: в другой вселенной её масса становится отрицательной, а горловина спрятана в точке R=0 — будто сама геометрия выворачивается наизнанку.

Сегодня различить две модели невозможно — данные Телескопа горизонта событий укладываются в обе картины. Но это не тупик, а вызов. Будущие космические интерферометры, такие как Black Hole Explorer, доберутся до деталей фотонного кольца с разрешением в единицы микросекунд. Возможно, тогда мы впервые увидим свет, прошедший сквозь космический мост. Пока же кротовая нора остаётся квазаром-призраком: прячется в данных, имитируя обычную чёрную дыру, и тем самым подталкивает искать физику за пределами Стандартной модели — не исключено, что центральные машины активных ядер галактик вовсе не бездонные колодцы, а распахнутые окна в иные миры.

Кротовая нора Эллиса-Бронникова, открытая в 1973 году, в другой вселенной обладает отрицательной массой — экзотическая деталь, напоминающая, что подобные объекты требуют нарушения классических энергетических условий.

В фильме «Интерстеллар» герои проходят сквозь кротовую нору, созданную сверхцивилизацией. Реальные модели вроде Эллиса-Бронникова, хоть и страдают от нестабильности, показывают, что научная основа для таких порталов существует.

f(R) = \frac{2M}{\ell}\left(\tan^{-1}\frac{R}{\ell} - \frac{\pi}{2}\right)
определяет гравитационное красное смещение и искривление лучей вблизи горловины
Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingFritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl Schwarzschild
Понятия
чёрная дыра Шварцшильда тень чёрной дыры метрика Шварцшильда резонанс кротовой норы энтропия Бекенштейна–Хокинга горловина проходимая кротовая нора EHT энтропия Вальда энтропийная тень кажущийся горизонт теорема Биркгофа аналоговая чёрная дыра чёрные дыры в мире браны площадь горизонта