Согласно недавним трёхмерным моделированиям двух взаимодействующих червоточин Эллиса-Бронникова учёные нашли, что столкновение подобных структур может сопровождаться крайне необычными явлениями. В работе, подготовленной Никитой Широковым из Московского физико-технического института и Ильей Начёвским из Высшей школы экономики, рассматриваются сценарии взаимодействия пары червоточин с различными начальными условиями и свойствами фантомного скалярного поля, которое держит туннель открытым. Авторы утверждают, что при некоторых траекториях возможно не только слияние, но и неожиданные динамические исходы — вплоть до образования общей апперентной границы вокруг обеих нитей и последующего её сокращения. Эти выводы приводят к тому, что сигналы гравитационных волн от таких столкновений могут существенно отличаться от «хлопков» чёрных дыр.

Исследование демонстрирует широкий диапазон возможных исходов столкновения. В зависимости от конфигурации гравитационные тела могут притягиваться или отталкиваться друг от друга; некоторые проходили мимо друг друга на близком расстоянии, при этом их throat резко расширялся. В других случаях пара могла столкнуться напрямую: не слиться в одну большую червоточину, а образовать общую горизонту-подобную границу вокруг обеих нитей, заключив их внутри развивающегося черного века. В ходе динамики фантомный скалярный полюс падал в область схлопывающейся ткани пространства, и апперентная граница заметно изменила площадь — снизилась примерно на 28 процентов.

Изменения в сигналах гравитационных волн, порождаемых движением и столкновениями червоточин, заметно отличаются от обычного «хирпа» пары чёрных дыр. При спиральном сближении чёрных дыр формируется характерный сигнал-подхват «chirp», усиливающийся по частоте по мере приближения объектов. В моделях же столкновений Ellis-Bronnikov червоточин прогнозируются короткие, резкие всплески гравитационных волн, форма и сила которых зависят от того, сталкиваются ли нити напрямую или проходят бок о бок. Некоторые ближайшие пролеты сопровождались особенно сильными всплесками даже без формирования общей апперентной горизонтообразной границы. Стоит отметить, что не все такие сигналы обязательно являются доказательством существования червоточин — чёрные дыры способны давать похожие сигналы в иных условиях.

Авторы отмечают и дополнительную сложность: гравитационные сигналы, связанные с такими системами, зависят от времени формирования червоточин в позднейших эпохах Вселенной. Сигналы, порожденные образовавшимися в раннюю эпохуUniverse червоточинами, должны были бы растягиваться космическим расширением до частот ниже диапазона детекции современными наблюдателями гравитационных волн вроде LIGO или планируемой миссии LISA. Чтобы сигналы были заметны, червоточины должны образоваться гораздо позже в космической истории, но точные механизмы такого формирования на данный момент неизвестны. Всё это не отменяет интерес к поиску и анализу потенциальных сигналов гипотетических объектов.

Статья ещё не прошла рецензирование и размещена на сервере препринтов arXiv. В оригинальном материале авторы рассматривают набор условий и допущений по моделированию, подчеркивая, что наблюдение таких сигналов помогло бы лучше понять возможные подписи гипотетических объектов. Авторы также указывают на то, что открытие подобного сигнала расширит диапазон вопросов о природе геометрии пространства-времени.