Чёрная дыра обычно прячет свою сингулярность под горизонтом событий — невидимой границей, из-за которой не вырывается даже свет. Но иногда этот «плащ» отсутствует, и сингулярность — точка, где привычная физика перестаёт работать, — оказывается открытой для внешнего наблюдателя. Такие объекты называют голыми сингулярностями, и они доставляют теоретикам массу хлопот.
Авторы новой работы взяли одну из самых известных голых сингулярностей — решение Яниса–Ньюмена–Уиникора (JNW), порождённое обычным скалярным полем (простейшим видом материи, который можно описать одним числом в каждой точке). К её параметрам применили остроумный трюк: повернули их в комплексную плоскость с помощью так называемого поворота Вика. Результат удивил: сингулярность исчезла, а на её месте возникла проходимая кротовая нора — тоннель, соединяющий две области плоского пространства-времени. Это знаменитая кротовая нора Эллиса класса III, которая раньше считалась совсем другой сущностью, требующей экзотической материи.
Открытие далеко не случайно. Авторы показали, что решение JNW входит в целую иерархию действий, описывающих разные теории гравитации. А значит, «починка» одной сингулярности автоматически порождает регулярные версии для целого семейства теорий. Так один математический шаг распутывает клубок проблем в разных моделях.
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.10603
We propose a novel way to achieve the regularization of the JNW globally naked singularity sourced by the canonical Einstein minimally coupled scalar field (EMS). The key idea is to complexify (Wick rotate) the JNW parameters, which yields a regular metric that surprisingly represents a twice asymptotically flat regular traversable wormhole, famously known as the Ellis class III wormhole sourced by the ghost EMS. We begin by arguing that the JNW solution belongs to a hierarchy of actions describing different gravity theories, which indicates that a regularized version of JNW automatically adds corresponding regular versions to the hierarchy of gravity theories.
Кротовая нора Эллиса класса III — один из немногих примеров проходимых кротовых нор без сингулярностей, который не требует экзотической материи с отрицательной энергией. Вместо неё используется так называемое «духовое» скалярное поле.
Идея кротовых нор как порталов между удалёнными точками пространства лежит в основе сюжета фильма «Интерстеллар», где герои путешествуют сквозь такой тоннель, чтобы найти новый дом для человечества.