Მეცნიერება

ახლახან გამოსული ვიზუალურად შთამბეჭდავი ფილმი "Interstellar" ეფუძნება რეალურ სამეცნიერო კონცეფციებს, როგორიცაა დატრიალებული შავი ხვრელები, ჭიის ხვრელები და დროის გაფართოება.

მაგრამ თუ თქვენ არ იცნობთ ამ ცნებებს, მაშინ შეიძლება ცოტათი დაბნეული იყოთ ყურების დროს.

ფილმში კოსმოსის მკვლევართა გუნდი მიდის ექსტრაგალაქტიკური მოგზაურობა ჭიის ხვრელში. მეორე მხარეს, ისინი შედიან სხვა მზის სისტემაში, სადაც ვარსკვლავის ნაცვლად ტრიალებს შავი ხვრელი.

ისინი რბოლაში არიან სივრცესა და დროს, რათა დაასრულონ თავიანთი მისია. ასეთი კოსმოსური მოგზაურობა შეიძლება ცოტა დამაბნეველი ჩანდეს, მაგრამ ის ეფუძნება ფიზიკის ძირითად პრინციპებს.

აქ არის მთავარი ფიზიკის 5 ცნებარა უნდა იცოდეთ "Interstellar"-ის გასაგებად:

ხელოვნური გრავიტაცია

ყველაზე დიდი პრობლემარომელსაც ჩვენ ადამიანები ვხვდებით გრძელვადიანი კოსმოსური მოგზაურობის დროს უწონადობა. ჩვენ დავიბადეთ დედამიწაზე და ჩვენი სხეული ადაპტირებულია გარკვეულ გრავიტაციულ პირობებთან, მაგრამ როცა კოსმოსში ვართ დიდი დროჩვენი კუნთები იწყებს შესუსტებას.

ამ პრობლემის წინაშე დგანან ფილმ „ინტერსტლარის“ გმირებიც.

ამის გასამკლავებლად მეცნიერები ქმნიან ხელოვნური გრავიტაცია კოსმოსურ ხომალდებში. ამის გაკეთების ერთ-ერთი გზა არის ტრიალი კოსმოსური ხომალდი, როგორც ფილმში. როტაცია ქმნის ცენტრიდანული ძალა, რომელიც უბიძგებს საგნებს გემის გარე კედლებისკენ. ეს მოგერიება გრავიტაციის მსგავსია, მხოლოდ საპირისპირო მიმართულება.

ხელოვნური სიმძიმის ეს ფორმა არის ის, რასაც განიცდით, როდესაც მოძრაობთ მცირე რადიუსის მრუდის გარშემო და გრძნობთ, რომ გიბიძგებენ გარეთ, მრუდის ცენტრის წერტილიდან მოშორებით. მბრუნავ კოსმოსურ ხომალდში კედლები შენთვის იატაკი ხდება.

მბრუნავი შავი ხვრელი სივრცეში

ასტრონომები, თუმცა ირიბად, აკვირდებოდნენ ჩვენს სამყაროს მბრუნავი შავი ხვრელები. არავინ იცის რა არის შავი ხვრელის ცენტრში, მაგრამ მეცნიერებს სახელი აქვთ -სინგულარობა .

მბრუნავი შავი ხვრელები განსხვავებულად ამახინჯებენ მათ გარშემო არსებულ სივრცეს, ვიდრე სტაციონარული შავი ხვრელები.

ამ დამახინჯების პროცესს ეწოდება "ინერციული ჩარჩოს გადაწევა" ან ლინზა-თირინგის ეფექტი და ის გავლენას ახდენს იმაზე, თუ როგორი იქნება შავი ხვრელი სივრცის დამახინჯებით და რაც მთავარია მის გარშემო არსებულ სივრცეში. საკმარისია შავი ხვრელი, რომელსაც ფილმში ხედავთძალიან ახლოს არის სამეცნიერო კონცეფციასთან.

• კოსმოსური ხომალდი Endurance მიემართება გარგანტუასკენ - გამოგონილი სუპერმასიური შავი ხვრელიმზის მასას 100 მილიონჯერ აღემატება.
• ის დედამიწიდან 10 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს და მის გარშემო ბრუნავს რამდენიმე პლანეტა. გარგანტუა ტრიალებს სინათლის სიჩქარის გასაოცარი 99,8 პროცენტით.
• გარაგანტუას აკრეციული დისკი შეიცავს გაზს და მტვერს მზის ზედაპირის ტემპერატურაზე. დისკი გარგანტუას პლანეტებს ამარაგებს სინათლით და სითბოთი.

ფილმში შავი ხვრელის რთული გარეგნობა განპირობებულია იმით, რომ აკრეციული დისკის გამოსახულება გრავიტაციული ლინზირებით არის დამახინჯებული. სურათზე ორი რკალი ჩნდება: ერთი იქმნება შავი ხვრელის ზემოთ, მეორე კი მის ქვემოთ.

მოლის ხვრელი

ჭიის ხვრელი ან ჭიის ხვრელი, რომელსაც ეკიპაჟი იყენებს Interstellar-ში, ერთ-ერთი ფენომენია ფილმში. რომლის არსებობა არ დადასტურდა. ეს არის ჰიპოთეტური, მაგრამ ძალიან მოსახერხებელი სამეცნიერო ფანტასტიკის ისტორიების სიუჟეტებში, სადაც დიდი სივრცის მანძილის გადალახვა გჭირდებათ.

ჭიის ხვრელები უბრალოდ ერთგვარია უმოკლესი გზა სივრცეში. მასის მქონე ნებისმიერი ობიექტი ქმნის ნახვრეტს სივრცეში, რაც ნიშნავს, რომ სივრცე შეიძლება დაჭიმულიყო, დეფორმირებული და დაკეცულიც კი.

ჭიის ხვრელი ჰგავს სივრცის (და დროის) ქსოვილის ნაკეცს, რომელიც აკავშირებს ორ ძალიან შორეულ რეგიონს, რაც ეხმარება კოსმოსურ მოგზაურებს. იმოგზაურეთ შორ მანძილზე მოკლე დროში.

ჭიის ხვრელის ოფიციალური სახელია "აინშტაინ-როზენის ხიდი", რადგან ის პირველად შემოთავაზებული იქნა ალბერტ აინშტაინის და მისი კოლეგის ნათან როზენის მიერ 1935 წელს.

• 2D დიაგრამებში ჭიის ხვრელის პირი ნაჩვენებია წრეში. თუმცა, ჭიის ხვრელის დანახვა რომ შეგვეძლოს, ის სფეროს დაემსგავსება.
• სფეროს ზედაპირზე, სივრცის გრავიტაციულად დამახინჯებული ხედი „ბურუსის“ მეორე მხრიდან ხილული იქნებოდა.
• ფილმში ჭიის ხვრელის ზომებია 2 კმ დიამეტრი და გადაცემის მანძილი 10 მილიარდი სინათლის წელიწადი.

გრავიტაციული დროის გაფართოება

გრავიტაციული დროის გაფართოება არის რეალური ფენომენიდაფიქსირდა დედამიწაზე. წარმოიქმნება იმიტომ დრო, რომელიც ეხება. ეს ნიშნავს, რომ ის სხვაგვარად მიედინება სხვადასხვა სისტემებიკოორდინატები.

როდესაც ხარ ძლიერ გრავიტაციულ გარემოში, დრო უფრო ნელა გადის შენთვისსუსტ გრავიტაციულ გარემოში მყოფ ადამიანებთან შედარებით.

მოლის ხვრელი. რა არის "ჭიის ხვრელი"?

ჰიპოთეტური "ჭიის ხვრელი", რომელსაც ასევე უწოდებენ "მოლეჰორს" ან "ჭიის ხვრელს" ( ლიტერატურული თარგმანი Wormhole) არის ერთგვარი სივრცე-დროის გვირაბი, რომელიც საშუალებას აძლევს ობიექტს გადაადგილდეს სამყაროს a წერტილიდან b წერტილამდე არა სწორი ხაზით, არამედ სივრცის გარშემო. თუ გაგიადვილდებათ, მაშინ აიღეთ ნებისმიერი ფურცელი, გადაკეცეთ შუაზე და გახვრეტით, შედეგად მიღებული ხვრელი იგივე ჭიის ხვრელი იქნება.
. ასე რომ, არსებობს თეორია, რომ სამყაროში სივრცე შეიძლება იყოს პირობითად იგივე ფურცელი, ყურადღება, მხოლოდ მესამე განზომილებისთვის მორგებული. სხვადასხვა მეცნიერი გამოაქვთ ჰიპოთეზა, რომ ჭიის ხვრელების წყალობით სივრცეში მოგზაურობა შესაძლებელია. მაგრამ ამავდროულად, არავინ იცის ზუსტად რა საშიშროების შემცველი შეიძლება იყოს ჭიის ხვრელები და რა შეიძლება იყოს მათ მეორე მხარეს.

თეორია ჭიის ხვრელები.
1935 წელს ფიზიკოსებმა ალბერტ აინშტაინმა და ნათან როზენმა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის გამოყენებით განაცხადეს, რომ სამყაროში არის სპეციალური „ხიდები“ სივრცე-დროზე. ეს ბილიკები, რომელსაც აინშტაინ-როზენის ხიდებს (ან ჭიის ხვრელებს) უწოდებენ, აკავშირებს სივრცე-დროის ორ სრულიად განსხვავებულ წერტილს, თეორიულად ქმნის სივრცეში გამრუდებას, რომელიც ამცირებს მოგზაურობას ერთი წერტილიდან მეორეში.

ისევ და ისევ, ჰიპოთეტურად, ნებისმიერი ჭიის ხვრელი შედგება ორი შესასვლელისა და კისრისგან (ანუ იგივე გვირაბი. ამ შემთხვევაში, დიდი ალბათობით, ჭიის ხვრელში შესასვლელები სფერული ფორმისაა და კისერი შეიძლება წარმოადგენდეს სივრცის სწორ სეგმენტს და სპირალური.

მოგზაურობა ჭიის ხვრელში.

პირველი პრობლემა, რომელიც ხელს უშლის ასეთი მოგზაურობის შესაძლებლობას, არის ჭიის ხვრელების ზომა. ითვლება, რომ პირველივე ჭიის ხვრელები იყო ძალიან მცირე ზომის, დაახლოებით 10-33 სანტიმეტრით, მაგრამ სამყაროს გაფართოების გამო შესაძლებელი გახდა, რომ ჭიის ხვრელები თავად გაფართოვდნენ და გამრავლდნენ მასთან ერთად. ჭიის ხვრელებთან დაკავშირებული კიდევ ერთი პრობლემა მათი სტაბილურობაა. უფრო სწორად, არასტაბილურობა.

აინშტაინ-როზენის თეორიით ახსნილი, ჭიის ხვრელები გამოუსადეგარი იქნება სივრცე-დროში მოგზაურობისთვის, რადგან ისინი ძალიან სწრაფად იშლება (იხურება), მაგრამ ამ საკითხებზე უახლესი კვლევები გულისხმობს "ეგზოტიკური მატერიის" არსებობას, რაც ხვრელებს საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ თავიანთი სტრუქტურა. უფრო გრძელი პერიოდი.

Მაგრამ მაინც თეორიული მეცნიერებათვლის, რომ თუ ჭიის ხვრელები შეიცავს ამ ეგზოტიკურ ენერგიას საკმარის რაოდენობას, რომელიც ან ბუნებრივად გაჩნდა ან ხელოვნურად გამოჩნდება, მაშინ შესაძლებელი იქნება ინფორმაციის ან თუნდაც ობიექტების გადაცემა სივრცე-დროში.

იგივე ჰიპოთეზა ვარაუდობს, რომ ჭიის ხვრელებს შეუძლიათ დააკავშირონ არა მხოლოდ ორი წერტილი ერთი სამყაროს შიგნით, არამედ იყოს შესასვლელი სხვებისთვის. ზოგიერთი მეცნიერი თვლის, რომ თუ ერთი ჭიის ხვრელის შესასვლელი გადაადგილდება გარკვეული გზით, მაშინ შესაძლებელი იქნება დროში მოგზაურობა. მაგრამ, მაგალითად, ცნობილი ბრიტანელი კოსმოლოგი სტივენ ჰოკინგი თვლის, რომ ჭიის ხვრელების ასეთი გამოყენება შეუძლებელია.

თუმცა, ზოგიერთი მეცნიერული გონებადაჟინებით მოითხოვენ, რომ თუ ჭიის ხვრელების სტაბილიზაცია ეგზოტიკური მატერიით მართლაც შესაძლებელია, მაშინ ადამიანებისთვის შესაძლებელი იქნება უსაფრთხოდ გადაადგილება ასეთი ჭიის ხვრელებით. და "ჩვეულებრივი" საკითხის გამო, სურვილის შემთხვევაში და საჭიროების შემთხვევაში, ასეთი პორტალების დესტაბილიზაცია შესაძლებელია უკან.

ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ვერაფერი მოძრაობს სინათლეზე სწრაფი. ასე რომ, ამისგან არაფერი გამოვა გრავიტაციული ველი, დარტყმა. სივრცის რეგიონს, საიდანაც გამოსავალი არ არის, შავი ხვრელი ეწოდება. მისი საზღვარი განისაზღვრება სინათლის სხივების ტრაექტორიით, რომლებმაც პირველებმა დაკარგეს გარღვევის შესაძლებლობა. მას შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს უწოდებენ. მაგალითი: ფანჯრიდან ვიყურებით, ჩვენ ვერ ვხედავთ იმას, რაც ჰორიზონტს მიღმაა და პირობითი დამკვირვებელი ვერ ხვდება რა ხდება უხილავი მკვდარი ვარსკვლავის საზღვრებში.

ფიზიკოსებმა სხვა სამყაროს არსებობის ნიშნები აღმოაჩინეს

მეტი

არსებობს ხუთი ტიპის შავი ხვრელი, მაგრამ ეს არის ვარსკვლავური მასის შავი ხვრელი, რომელიც გვაინტერესებს. ასეთი ობიექტები ფორმირდება ციური სხეულის სიცოცხლის ბოლო ეტაპზე. ზოგადად, ვარსკვლავის სიკვდილმა შეიძლება გამოიწვიოს შემდეგი რამ:

1. ის გადაიქცევა ძალიან მკვრივ გადაშენებულ ვარსკვლავად, რომელიც შედგება რიგი ქიმიური ელემენტებისაგან - ეს არის თეთრი ჯუჯა;

2. ნეიტრონულ ვარსკვლავში - აქვს მზის მიახლოებითი მასა და რადიუსი დაახლოებით 10-20 კილომეტრია, შიგნით შედგება ნეიტრონებისა და სხვა ნაწილაკებისგან, გარეთ კი თხელ, მაგრამ მყარ გარსშია ჩასმული;

3. შავ ხვრელში, გრავიტაციული მიზიდულობარომელიც იმდენად დიდია, რომ შეუძლია სინათლის სიჩქარით მფრინავი ობიექტების შეწოვა.

როდესაც ხდება სუპერნოვა, ანუ ვარსკვლავის „ხელახალი დაბადება“, წარმოიქმნება შავი ხვრელი, რომლის აღმოჩენაც შესაძლებელია მხოლოდ გამოსხივებული გამოსხივების გამო. სწორედ მას შეუძლია ჭიის ხვრელის წარმოქმნა.

თუ შავ ხვრელს ძაბრად წარმოვიდგენთ, მაშინ მასში ჩავარდნილი ობიექტი კარგავს მოვლენის ჰორიზონტს და ეცემა შიგნით. მაშ სად არის ჭიის ხვრელი? ის მდებარეობს ზუსტად იმავე ძაბრში, მიმაგრებულია შავი ხვრელის გვირაბთან, სადაც გასასვლელები გარედანაა მიმართული. მეცნიერები თვლიან, რომ ჭიის ხვრელის მეორე ბოლო დაკავშირებულია თეთრ ხვრელთან (შავის ანტიპოდი, რომელშიც ვერაფერი ჩავარდება).

მოლის ხვრელი. შვარცშილდისა და რაისნერ-ნორდსტრომის შავი ხვრელები

შვარცშილდის შავი ხვრელი შეიძლება ჩაითვალოს შეუღწევად ჭიის ხვრელად. რაც შეეხება Reisner-Nordström-ის შავ ხვრელს, ის გარკვეულწილად უფრო რთული, მაგრამ ასევე გაუვალია. მიუხედავად ამისა, არც ისე რთულია კოსმოსში ოთხგანზომილებიანი ჭიის ხვრელების მოფიქრება და აღწერა, რომლებზეც შეიძლება გავლა. თქვენ უბრალოდ უნდა აირჩიოთ თქვენთვის საჭირო მეტრიკის ტიპი. მეტრული ტენსორი, ან მეტრიკა, არის მნიშვნელობების ნაკრები, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოვლენის წერტილებს შორის არსებული ოთხგანზომილებიანი ინტერვალების გამოსათვლელად. რაოდენობების ეს ნაკრები სრულად ახასიათებს როგორც გრავიტაციულ ველს, ასევე სივრცე-დროის გეომეტრიას. გეომეტრიულად გავლადი ჭიის ხვრელები კოსმოსში უფრო მარტივია, ვიდრე შავი ხვრელები. მათ არ აქვთ ჰორიზონტები, რომლებიც დროთა განმავლობაში კატაკლიზმამდე მიგვიყვანს. AT სხვადასხვა წერტილებიდრო შეიძლება გაიაროს განსხვავებული ტემპი, მაგრამ ის არ უნდა გაჩერდეს ან აჩქარდეს განუსაზღვრელი ვადით.

Pulsars: Beacon Factor

არსებითად, პულსარი არის სწრაფად მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავი. ნეიტრონული ვარსკვლავი არის სუპერნოვას აფეთქების შედეგად დარჩენილი მკვდარი ვარსკვლავის უაღრესად შეკუმშული ბირთვი. ამ ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს ძლიერი მაგნიტური ველი. ეს მაგნიტური ველი დაახლოებით ტრილიონჯერ ძლიერია. მაგნიტური ველიᲓედამიწა. მაგნიტური ველი იწვევს ნეიტრონულ ვარსკვლავს ძლიერი რადიოტალღების და რადიოაქტიური ნაწილაკების გამოსხივებას მისი ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებიდან. ეს ნაწილაკები შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა გამოსხივებას, მათ შორის ხილულ სინათლეს.

პულსრები, რომლებიც ასხივებენ ძლიერ გამა სხივებს, ცნობილია როგორც გამა სხივების პულსარები. თუ ნეიტრონული ვარსკვლავი მდებარეობს თავისი პოლუსით დედამიწისკენ, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ რადიოტალღები ყოველ ჯერზე, როგორც კი ერთ-ერთი პოლუსი მოხვდება ჩვენს წინაგულში. ეს ეფექტი ძალიან ჰგავს შუქურის ეფექტს. სტაციონარულ დამკვირვებელს ეჩვენება, რომ მბრუნავი შუქურის შუქი მუდმივად ციმციმებს, შემდეგ ქრება და ისევ ჩნდება. ანალოგიურად, როგორც ჩანს, პულსარი ციმციმებს, როცა ბრუნავს თავის პოლუსებს დედამიწასთან მიმართებაში. სხვადასხვა პულსარი ასხივებს პულსებს სხვადასხვა სიჩქარით, მათი ზომისა და მასის მიხედვით. ნეიტრონული ვარსკვლავი. ზოგჯერ პულსარს შეიძლება ჰყავდეს კომპანიონი. ზოგიერთ შემთხვევაში, მას შეუძლია მიიზიდოს თავისი კომპანიონი, რაც მას კიდევ უფრო სწრაფად აბრუნებს. ყველაზე სწრაფ პულსარებს შეუძლიათ წამში ასზე მეტი პულსის გამოსხივება.

ჰიპოთეტური "ჭიის ხვრელი", რომელსაც ასევე უწოდებენ "ჭიის ხვრელს" ან "ჭიის ხვრელს" (ჭიის ხვრელის პირდაპირი თარგმანი) არის ერთგვარი სივრცე-დროის გვირაბი, რომელიც საშუალებას აძლევს ობიექტს გადავიდეს A წერტილიდან B წერტილამდე სამყაროში და არა სამყაროში. სწორი ხაზი, მაგრამ სივრცის გარშემო. თუ უფრო ადვილია, მაშინ აიღეთ ნებისმიერი ფურცელი, გადაკეცეთ შუაზე და გახვრეტით, შედეგად მიღებული ნახვრეტი იგივე ჭიის ხვრელი იქნება. ასე რომ, არსებობს თეორია, რომ სამყაროში სივრცე შეიძლება იყოს პირობითად იგივე ქაღალდის ფურცელი, მორგებული მხოლოდ მესამე განზომილებისთვის. სხვადასხვა მეცნიერი ასკვნის ჰიპოთეზებს, რომ ჭიის ხვრელების წყალობით სივრცე-დროში მოგზაურობა შესაძლებელია. მაგრამ ამავდროულად, არავინ იცის ზუსტად რა საშიშროების შემცველი შეიძლება იყოს ჭიის ხვრელები და რა შეიძლება იყოს მათ მეორე მხარეს.

ჭიის ხვრელის თეორია

1935 წელს ფიზიკოსებმა ალბერტ აინშტაინმა და ნათან როზენმა ზოგადი ფარდობითობის თეორიის გამოყენებით გამოთქვეს ვარაუდი, რომ სამყაროში არის სპეციალური „ხიდები“ სივრცე-დროზე. ეს ბილიკები, რომელსაც აინშტაინ-როზენის ხიდებს (ან ჭიის ხვრელებს) უწოდებენ, აკავშირებს სივრცე-დროის ორ სრულიად განსხვავებულ წერტილს, თეორიულად ქმნის სივრცეში არეულობას, რომელიც ამცირებს მოგზაურობას ერთი წერტილიდან მეორეში.

ისევ და ისევ, ჰიპოთეტურად, ნებისმიერი ჭიის ხვრელი შედგება ორი შესასვლელისა და კისრისგან (ანუ იგივე გვირაბისგან). ამ შემთხვევაში, დიდი ალბათობით, ჭიის ხვრელში შესასვლელები სფერული ფორმისაა და კისერი შეიძლება წარმოადგენდეს სივრცის როგორც სწორ სეგმენტს, ასევე სპირალურს.

ფარდობითობის ზოგადი თეორია მათემატიკურად ადასტურებს ჭიის ხვრელების არსებობის ალბათობას, მაგრამ ჯერჯერობით არცერთი მათგანი არ არის აღმოჩენილი ადამიანის მიერ. მისი გამოვლენის სირთულე იმაში მდგომარეობს, რომ ჭიის ხვრელების სავარაუდო უზარმაზარი მასა და გრავიტაციული ეფექტები უბრალოდ შთანთქავს სინათლეს და ხელს უშლის მის არეკვლას.

ზოგადი ფარდობითობის საფუძველზე დაფუძნებული რამდენიმე ჰიპოთეზა ვარაუდობს ჭიის ხვრელების არსებობას, სადაც შავი ხვრელები ასრულებენ შესვლისა და გასასვლელის როლს. მაგრამ გასათვალისწინებელია, რომ მომაკვდავი ვარსკვლავების აფეთქების შედეგად წარმოქმნილი შავი ხვრელების გამოჩენა არავითარ შემთხვევაში არ ქმნის ჭიის ხვრელს.

მოგზაურობა ჭიის ხვრელში

სამეცნიერო ფანტასტიკაში არ არის იშვიათი შემთხვევა, როდესაც გმირები ჭიის ხვრელებში მოგზაურობენ. მაგრამ სინამდვილეში, ასეთი მოგზაურობა არც ისე მარტივია, როგორც ეს ფილმებშია ნაჩვენები და ფანტასტიკური ლიტერატურაში მოთხრობილი.

პირველი პრობლემა, რომელიც ხელს უშლის ასეთი მოგზაურობის შესაძლებლობას, არის ჭიის ხვრელების ზომა. ითვლება, რომ პირველივე ჭიის ხვრელები იყო ძალიან მცირე ზომის, 10-33 სანტიმეტრის ზომით, მაგრამ სამყაროს გაფართოების გამო, შესაძლებელი გახდა, რომ თავად ჭიის ხვრელები გაფართოვდნენ და გამრავლდნენ მასთან ერთად. ჭიის ხვრელებთან დაკავშირებული კიდევ ერთი პრობლემა მათი სტაბილურობაა. უფრო სწორად, არასტაბილურობა.

აინშტაინ-როზენის თეორიით ახსნილი ჭიის ხვრელები გამოუსადეგარი იქნება სივრცე-დროში მოგზაურობისთვის, რადგან ისინი ძალიან სწრაფად იშლება (იხურება). მაგრამ ამ საკითხების უახლესი კვლევები გულისხმობს "ეგზოტიკური მატერიის" არსებობას, რაც ბურუსებს საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ თავიანთი სტრუქტურა უფრო დიდი ხნის განმავლობაში.

არ უნდა აგვერიოს შავ მატერიაში და ანტიმატერიაში, ეს ეგზოტიკური მატერია შედგება უარყოფითი სიმკვრივის ენერგიისა და კოლოსალური უარყოფითი წნევისგან. ასეთი მატერიის ხსენება მხოლოდ ვაკუუმის ზოგიერთ თეორიაშია ველის კვანტური თეორიის ფარგლებში.

მიუხედავად ამისა, თეორიული მეცნიერება თვლის, რომ თუ ჭიის ხვრელები საკმარისად შეიცავს ამ ეგზოტიკურ ენერგიას, ბუნებრივად წარმოქმნილ ან ხელოვნურად წარმოქმნილ, მაშინ შესაძლებელი იქნება ინფორმაციის ან თუნდაც ობიექტების გადაცემა სივრცე-დროში.

იგივე ჰიპოთეზა ვარაუდობს, რომ ჭიის ხვრელებს შეუძლიათ დააკავშირონ არა მხოლოდ ორი წერტილი ერთი სამყაროს შიგნით, არამედ იყოს შესასვლელი სხვებისთვის. ზოგიერთი მეცნიერი თვლის, რომ თუ ერთი ჭიის ხვრელის შესასვლელი გადაადგილდება გარკვეული გზით, მაშინ შესაძლებელი იქნება დროში მოგზაურობა. მაგრამ, მაგალითად, ცნობილი ბრიტანელი კოსმოლოგი სტივენ ჰოკინგი თვლის, რომ ჭიის ხვრელების ასეთი გამოყენება შეუძლებელია.

მიუხედავად ამისა, ზოგიერთი მეცნიერული გონება დაჟინებით ამტკიცებს, რომ თუკი ჭიის ხვრელების სტაბილიზაცია ეგზოტიკური მატერიით მართლაც შესაძლებელია, მაშინ ადამიანებს შეეძლებათ უსაფრთხოდ იმოგზაურონ ასეთ ჭიის ხვრელებში. და "ჩვეულებრივი" საკითხის გამო, სურვილის შემთხვევაში და საჭიროების შემთხვევაში, ასეთი პორტალების დესტაბილიზაცია შესაძლებელია უკან.

სამწუხაროდ, კაცობრიობის დღევანდელი ტექნოლოგიები საკმარისი არ არის ჭიის ხვრელების ხელოვნურად გადიდებისა და სტაბილიზაციისთვის, მათი აღმოჩენის შემთხვევაში. მაგრამ მეცნიერები აგრძელებენ ცნებებისა და მეთოდების სწრაფად შესწავლას კოსმოსში მოგზაურობადა შესაძლოა ერთ მშვენიერ დღეს მეცნიერება მოიფიქროს სწორი გამოსავალი.

ვიდეო ჭიის ხვრელი: კარი შუშიდან

სამეცნიერო ფანტასტიკის მოყვარულები იმედოვნებენ, რომ კაცობრიობა ერთ მშვენიერ დღეს შეძლებს სამყაროს შორეულ მანძილზე მოგზაურობას ჭიის ხვრელის მეშვეობით.

ჭიის ხვრელი არის თეორიული გვირაბი სივრცე-დროში, რომელიც პოტენციურად საშუალებას მისცემს უფრო სწრაფად იმოგზაუროს კოსმოსის შორეულ წერტილებს შორის - ერთი გალაქტიკიდან მეორეში, მაგალითად, როგორც ეს ნაჩვენებია კრისტოფერ ნოლანის ფილმში "Interstellar", რომელიც გამოვიდა მსოფლიოს კინოთეატრებში. ამ თვის დასაწყისში.

მიუხედავად იმისა, რომ ჭიის ხვრელების არსებობა შესაძლებელია აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით, ასეთი ეგზოტიკური მოგზაურობა, სავარაუდოდ, დარჩება რეგიონში. სამეცნიერო ფანტასტიკათქვა ცნობილმა ასტროფიზიკოსმა კიპ თორნმა კალიფორნიიდან ტექნოლოგიის ინსტიტუტიპასადენაში, რომელიც მუშაობდა Interstellar-ის მრჩეველად და აღმასრულებელ პროდიუსერად.

„საქმე ისაა, რომ ჩვენ უბრალოდ არაფერი ვიცით მათ შესახებ“, - თქვა თორნმა, რომელიც მსოფლიოში ერთ-ერთი წამყვანი ექსპერტია ფარდობითობის, შავი ხვრელებისა და ჭიის ხვრელების საკითხებში. „მაგრამ არის ძალიან ძლიერი ნიშნებირომ ადამიანი, ფიზიკის კანონების მიხედვით, ვერ შეძლებს მათში მოგზაურობას.

„მთავარი მიზეზი ჭიის ხვრელების არასტაბილურობას უკავშირდება“, დასძინა მან. „ჭიის ხვრელის კედლები ისე სწრაფად იშლება, რომ მათში ვერაფერი გადის“.

ჭიის ხვრელების ღიად შენახვა მოითხოვს ანტი-გრავიტაციის, კერძოდ, უარყოფითი ენერგიის გამოყენებას. უარყოფითი ენერგიაშეიქმნა ლაბორატორიაში გამოყენებით კვანტური ეფექტები: სივრცის ერთი უბანი იღებს მეორე უბნის ენერგიას, რომელშიც წარმოიქმნება დეფიციტი.

”ასე რომ, ეს თეორიულად შესაძლებელია”, - თქვა მან. ”მაგრამ ჩვენ ვერასოდეს ვიკლებთ საკმარისად უარყოფითი ენერგია, რომელიც შეძლებს ჭიის ხვრელის კედლების ღიად შენარჩუნებას“.

ასევე, ჭიის ხვრელები (თუ ისინი საერთოდ არსებობენ) თითქმის რა თქმა უნდა, ვერ წარმოიქმნება ბუნებრივად. ანუ ისინი უნდა შეიქმნას მოწინავე ცივილიზაციის დახმარებით.

ზუსტად ასე მოხდა "ინტერსტელარში": იდუმალი არსებებიააშენა ჭიის ხვრელი სატურნის მახლობლად, რაც საშუალებას აძლევდა პიონერთა მცირე ჯგუფს, ყოფილი ფერმერი კუპერის ხელმძღვანელობით (რომელსაც მეთიუ მაკკონაჰი თამაშობს), გაეშურა ახალი სახლის საძიებლად კაცობრიობისთვის, რომლის არსებობას დედამიწაზე ემუქრება გლობალური მოსავლის უკმარისობა.

მიღებით დაინტერესებული პირები დამატებითი ინფორმაციამეცნიერების შესახებ ფილმში "ვარსკვლავთშორისი", რომელიც ეხება კითხვებს გრავიტაციული შენელების შესახებ და ასახავს რამდენიმე უცხო პლანეტას, რომლებიც ბრუნავს მჭიდროდ დაშორებულ პლანეტაზე, შეგიძლიათ წაიკითხოთ ახალი წიგნითორნი, რომელსაც ცალსახად უწოდებენ "მეცნიერება ვარსკვლავთშორისიდან".

სად არის ჭიის ხვრელი. ჭიის ხვრელები ზოგად ფარდობითობაში

(GR) ასეთი გვირაბების არსებობის საშუალებას იძლევა, თუმცა გადასასვლელი ჭიის ხვრელის არსებობისთვის აუცილებელია მისი ამოვსება უარყოფითით, რაც ქმნის ძლიერ გრავიტაციულ მოგერიებას და ხელს უშლის ხვრელის ნგრევას. ჭიის ხვრელის ტიპის ხსნარები წარმოიქმნება სხვადასხვა ვარიანტები, თუმცა მდე სრული შესწავლაკითხვა ჯერ კიდევ ძალიან შორს არის.

მოლეკის ყველაზე ვიწრო მონაკვეთის მახლობლად მდებარე ტერიტორიას ეწოდება "ყელი". ჭიის ხვრელები იყოფა "ინტრასამყაროს" და "ინტერსამყაროს" მიხედვით, იმისდა მიხედვით, შესაძლებელია თუ არა მისი შეყვანის დაკავშირება მრუდით, რომელიც არ კვეთს კისერს.

ასევე არის გადასასვლელი (გადავლადი) და გაუვალი მოლეხები. ეს უკანასკნელი მოიცავს იმ გვირაბებს, რომლებიც ზედმეტად სწრაფია დამკვირვებლისთვის ან სიგნალისთვის (რომელთა სიჩქარე არ აღემატება სინათლის სიჩქარეს) ერთი შესასვლელიდან მეორეში მისასვლელად. კლასიკური მაგალითიგაუვალი molehill - in, და გადასასვლელი -.

გადასასვლელი შიდა სამყაროს ჭიის ხვრელი იძლევა ჰიპოთეტურ შესაძლებლობას, თუ, მაგალითად, მისი ერთ-ერთი შესასვლელი მოძრაობს მეორესთან შედარებით, ან თუ ის ძლიერ შესასვლელშია, სადაც დროის მსვლელობა შენელდება. ასევე, ჭიის ხვრელებს შეუძლიათ ჰიპოთეტურად შექმნან შესაძლებლობა ვარსკვლავთშორისი მოგზაურობა, და ამ ტევადობით, მოლეკულები ხშირად გვხვდება.

კოსმოსური ჭიის ხვრელები. „მოლეხების“ მეშვეობით - ვარსკვლავებამდე?

სამწუხაროდ, პრაქტიკული გამოყენება "wormholes" მიღწევა დისტანციური კოსმოსური ობიექტებიჯერ არ არის საუბარი. მათი თვისებები, ჯიშები, შესაძლო მდებარეობის ადგილები ჯერ კიდევ მხოლოდ თეორიულად არის ცნობილი - თუმცა, ხედავთ, ეს უკვე საკმაოდ ბევრია. ყოველივე ამის შემდეგ, ჩვენ გვაქვს მრავალი მაგალითი იმისა, თუ როგორ თეორიულმა კონსტრუქციებმა, რომლებიც წმინდა სპეკულაციურად ჩანდა, განაპირობა ახალი ტექნოლოგიების გაჩენა, რომლებმაც რადიკალურად შეცვალეს კაცობრიობის ცხოვრება. ბირთვული ენერგია, კომპიუტერები, მობილური კომუნიკაციები, გენეტიკური ინჟინერია... მაგრამ თქვენ არასოდეს იცით კიდევ რა?
ამასობაში „ჭიის ხვრელების“, ანუ „ჭიის ხვრელების“ შესახებ ცნობილია. 1935 წელს ალბერტ აინშტაინმა და ამერიკელ-ისრაელმა ფიზიკოსმა ნათან როზენმა გამოთქვეს გვირაბების არსებობა, რომლებიც აკავშირებენ კოსმოსის სხვადასხვა შორეულ რეგიონებს. იმ დროს მათ ჯერ კიდევ არ ეძახდნენ „ჭიის ხვრელებს“, ან „მოლის ხვრელებს“, არამედ უბრალოდ – „აინშტაინ-როზენის ხიდებს“. ვინაიდან ასეთი ხიდები საჭიროებდა სივრცის ძალიან ძლიერ გამრუდებას ასეთი ხიდების აღმოსაფხვრელად, მათი არსებობის დრო ძალიან მოკლე იყო. არავის და ვერაფერს ექნებოდა დრო, რომ ასეთ ხიდზე "გაეპარა" - გრავიტაციის გავლენით იგი თითქმის მაშინვე "ჩამოიქცა".
და ამიტომ, იგი სრულიად უსარგებლო დარჩა პრაქტიკული გაგებით, თუმცა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის სახალისო შედეგი იყო.
თუმცა, მოგვიანებით გაჩნდა იდეები, რომ ზოგიერთი ინტერგანზომილებიანი გვირაბები შეიძლება საკმარისად არსებობდეს დიდი დრო- იმ პირობით, რომ ისინი ივსება ზოგიერთი ეგზოტიკური ნივთიერებით უარყოფითი ენერგიის სიმკვრივით. ასეთი მატერია მიზიდულობის ნაცვლად შექმნის გრავიტაციულ მოგერიებას და ამით ხელს უშლის არხის „დაშლას“. შემდეგ გაჩნდა სახელი "ჭია ხვრელი". სხვათა შორის, ჩვენი მეცნიერები ამჯობინებენ სახელს "molehill" ან "wormhole": მნიშვნელობა იგივეა, მაგრამ ის ბევრად უფრო ლამაზად ჟღერს ...
ამერიკელმა ფიზიკოსმა ჯონ არჩიბალდ უილერმა (1911-2008), შეიმუშავა „ჭიის ხვრელების“ თეორია, ვარაუდობს, რომ მათში შეღწევა ხდება. ელექტრული ველი; მეტიც, თავად ელექტრული მუხტები, ფაქტობრივად, მიკროსკოპული „ჭიის ხვრელების“ კისრებია. რუსი ასტროფიზიკოსი აკადემიკოსი ნიკოლაი სემიონოვიჩ კარდაშევი თვლის, რომ ჭიის ხვრელებს შეუძლიათ მიაღწიონ გიგანტურ ზომებს და რომ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში საერთოდ არ არის მასიური შავი ხვრელები, არამედ ასეთი „ხვრელების“ პირები.
მომავალი კოსმოსური მოგზაურებისთვის პრაქტიკული ინტერესი იქნება „ჭიის ხვრელები“, რომლებიც საკმაოდ დიდხანს ინახება სტაბილურ მდგომარეობაში და უფრო მეტიც, მათში კოსმოსური ხომალდებისთვისაც ვარგისია.
ამერიკელებმა კიპ თორნმა და მაიკლ მორისმა შექმნეს ასეთი არხების თეორიული მოდელი. თუმცა, მათ სტაბილურობას უზრუნველყოფს „ეგზოტიკური მატერია“, რომლის შესახებაც რეალურად არაფერია ცნობილი და რომელსაც, შესაძლოა, ჯობია მიწიერი ტექნოლოგია არც კი ჩაერიოს.
მაგრამ რუსი თეორეტიკოსები სერგეი კრასნიკოვი პულკოვოს ობსერვატორიადა სერგეი სუშკოვმა ყაზანის ფედერალური უნივერსიტეტიდან წამოაყენა იდეა, რომ ჭიის ხვრელის სტაბილურობა შეიძლება მიღწეული იყოს უარყოფითი ენერგიის სიმკვრივის გარეშე, მაგრამ უბრალოდ ვაკუუმის პოლარიზაციის გამო "ხვრელში" (ე.წ. სუშკოვის მექანიზმი).
ზოგადად, ახლა არსებობს "ჭიის ხვრელების" (ან, თუ გნებავთ, "ჭიის ხვრელების") თეორიების მთელი ნაკრები. ძალიან ზოგადი და სპეკულაციური კლასიფიკაცია მათ ყოფს "გამტარ" - სტაბილურ, მორის - ეკლის ჭიის ხვრელებად და გაუვალ - აინშტაინის - როზენის ხიდებად. გარდა ამისა, ჭიის ხვრელები განსხვავდება მასშტაბით - მიკროსკოპულიდან გიგანტურამდე, ზომით შედარებულია გალაქტიკურ "შავ ხვრელებს". და ბოლოს, მათი მიზნის მიხედვით: „ინტრასამყარო“, რომელიც აკავშირებს ერთიდაიგივე მოხრილი სამყაროს სხვადასხვა ადგილებს და „ინტერ-სამყარო“ (ინტერ-სამყარო), რაც საშუალებას მოგცემთ მოხვდეთ სხვა სივრცე-დროის კონტინუუმში.

გრავიტაცია [კრისტალური სფეროებიდან ჭიის ხვრელებამდე] პეტროვი ალექსანდრე ნიკოლაევიჩი

ჭიის ხვრელები

ჭიის ხვრელები

მოლმა ცოტა ხნის წინ გათხარა ახალი გრძელი გალერეა მიწის ქვეშ თავისი საცხოვრებლიდან მინდვრის თაგვის კარებამდე და თაგვს და გოგონას უფლება მისცა ამ გალერეაში იმდენ ხანს გაევლო, სანამ მოესურვებოდათ.

ჰანს კრისტიან ანდერსენი "Thumbelina"

ჭიის ხვრელების იდეა ეკუთვნის ალბერტ აინშტაინს და ნათან როზენს (1909-1995). 1935 წელს მათ აჩვენეს, რომ ფარდობითობის ზოგადი თეორია საშუალებას აძლევს ეგრეთ წოდებულ "ხიდებს" - გადასასვლელებს სივრცეში, რომლებშიც შეიძლება, როგორც ჩანს, ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ჩვეულებრივი გზითსივრცის ერთი ნაწილიდან მეორეში გადასვლა, ან ერთი სამყაროდან მეორეში. მაგრამ აინშტაინის „ხიდი“ – როზენი დინამიური ობიექტია, მას შემდეგ დამკვირვებლის შეღწევის შემდეგ გამომავალი შეკუმშვა ხდება.

შესაძლებელია თუ არა შეკუმშვის შეცვლა? თურმე შეგიძლია. ამისათვის აუცილებელია „ხიდის“ სივრცის შევსება სპეციალური ნივთიერებით, რომელიც ხელს უშლის შეკუმშვას. ასეთ "ხიდებს" უწოდებენ ჭიის ხვრელებს, ინგლისურ ვერსიაში - ჭიის ხვრელები(ჭიის ხვრელები).

განსაკუთრებულიჭიაყელა მასალა და ჩვეულებრივიგანსხვავდებიან იმით, რომ ისინი სხვადასხვა გზით „გადიან“ სივრცე-დროს. ჩვეულებრივი მატერიის შემთხვევაში მისი გამრუდება (დადებითი) სფეროს ზედაპირის ნაწილს წააგავს, სპეციალური ნივთიერების შემთხვევაში კი გამრუდება (უარყოფითი) შეესაბამება უნაგირების ზედაპირის ფორმას. ნახ. 8.6 სქემატურად წარმოადგენს უარყოფითი, ნულოვანი (ბრტყელი) და დადებითი მრუდის ორგანზომილებიან სივრცეებს. ამიტომ სივრცე-დროის დეფორმაციისთვის, რომელიც არ მისცემს ჭიის ხვრელის შეკუმშვის საშუალებას, საჭიროა ეგზოტიკური მატერია, რომელიც ქმნის მოგერიებას. ფიზიკის კლასიკური (არა კვანტური) კანონები გამორიცხავს მატერიის ასეთ მდგომარეობებს, მაგრამ კვანტური კანონები, უფრო მოქნილი, ნება. ეგზოტიკური მატერია ხელს უშლის მოვლენათა ჰორიზონტის ფორმირებას. და ჰორიზონტის ნაკლებობა ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ არა მხოლოდ ჭიის ხვრელში ჩავარდნა, არამედ დაბრუნებაც. მოვლენათა ჰორიზონტის არარსებობა ასევე იწვევს იმ ფაქტს, რომ მოგზაური, ჭიის ხვრელების მოყვარული, ყოველთვის ხელმისაწვდომია გარე დამკვირვებლების ტელესკოპებისთვის და მასთან რადიო კონტაქტის შენარჩუნება შესაძლებელია.

ბრინჯი. 8.6. სხვადასხვა გამრუდების ორგანზომილებიანი ზედაპირები

თუ წარმოვიდგენთ, როგორ წარმოიქმნება შავი ხვრელები, მაშინ როგორ იქმნება „ჭიის ხვრელები“. თანამედროვე ეპოქადა შექმნილია თუ არა ისინი საერთოდ, სრულიად გაუგებარია. მეორეს მხრივ, ახლა თითქმის საყოველთაოდ მიღებული მოსაზრება არსებობს, რომ სამყაროს განვითარების ადრეულ ეტაპზე იყო უამრავი ჭიის ხვრელი. ვარაუდობენ, რომ ადრე დიდი აფეთქება(რომელზეც შემდეგ თავში ვისაუბრებთ), გაფართოებამდე სამყარო იყო სივრცე-დროის ქაფით ძალიან დიდი მრუდის რყევებით, შერეული სკალარული ველით. ქაფის უჯრედები ერთმანეთთან იყო დაკავშირებული. და დიდი აფეთქების შემდეგ, ეს უჯრედები შეიძლება დარჩეს დაკავშირებული, რაც შეიძლება იყოს ჭიის ხვრელები ჩვენს ეპოქაში. ამ ტიპის მოდელი განიხილებოდა უილერის პუბლიკაციებში 1950-იანი წლების შუა ხანებში.

ბრინჯი. 8.7, ჭიის ხვრელი დახურულ სამყაროში

ასე რომ, არსებობს ფუნდამენტური შესაძლებლობა, შეხვიდეთ ჭიის ხვრელში და გავიდეთ გარეთ სამყაროს სხვა წერტილში ან სხვა სამყაროში (ნახ. 8.7). თუ საკმარისად იყენებთ ძლიერი ტელესკოპიშეხედეთ ჭიის ხვრელის კისრიდან, შეგიძლიათ იხილოთ შორეული წარსულის შუქი და შეიტყოთ მოვლენები, რომლებიც მოხდა რამდენიმე მილიარდი წლის წინ. მართლაც, დაკვირვების ადგილიდან სიგნალი შეიძლება დიდხანს ტრიალებდა სამყაროს გარშემო, რათა საპირისპირო მხარესშედით ჭიის ხვრელში და გამოდით სადამკვირვებლო პუნქტში. და თუ ჭიის ხვრელები მართლაც წარმოიშვა სამყაროს დაბადებასთან ერთად, მაშინ ასეთ გვირაბში შეგიძლიათ ნახოთ ყველაზე შორეული წარსული.

სწორედ დროში მოგზაურობის პოზიციიდან გამოაქვეყნეს ორმა ცნობილმა მეცნიერმა, შავი ხვრელების შესწავლის ცნობილმა ექსპერტმა, კიპ თორნმა კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტიდან და იგორ ნოვიკოვმა ლებედევის ფიზიკური ინსტიტუტის ასტროკოსმოსური ცენტრიდან, გამოაქვეყნეს ნაშრომების სერია. 1980-იანი წლების დასაწყისში იცავდა დროის მანქანის შექმნის ფუნდამენტურ შესაძლებლობას.

თუმცა, თუ ვინმე ფიქრობს ფანტასტიკურ რომანებზე ამ თემაზე, თითოეული მათგანი ამბობს, რომ დროში მოგზაურობა, სავარაუდოდ, დამღუპველი იქნება. სერიოზულ თეორიაში ირკვევა, რომ თორნისა და ნოვიკოვის დროის მანქანის დახმარებით არანაირი დესტრუქციული მოქმედება შეუძლებელია. მიზეზ-შედეგობრივი კავშირები არ ირღვევა, ყველა მოვლენა ხდება ისე, რომ მათი შეცვლა შეუძლებელია – აუცილებლად იქნება დაბრკოლება, რომელიც დროში მოგზაურს ხელს შეუშლის მოკლას „ბრედბერი პეპელა“.

ჭიის ხვრელში შესასვლელი შეიძლება იყოს ყველაზე მეტი სხვადასხვა ზომის, არ არსებობს შეზღუდვები - კოსმოსური მასშტაბებიდან ქვიშის მარცვლების ზომამდე. ვინაიდან ჭია ხვრელი შავი ხვრელის ერთგვარი ნათესავია, მის სტრუქტურაში დამატებითი ზომები არ უნდა ვეძებოთ. თუ ეს სადღაც გადაადგილებაა, მაშინ გეომეტრიის ენაზე ეს რთული ტოპოლოგიაა. დავსვათ კითხვა. როგორ მოვძებნოთ ჭიის ხვრელი? კიდევ ერთხელ დაიმახსოვრეთ, რომ ეს შავი ხვრელის ნათესავია, მაშინ სივრცე-დრო მახლობლად უნდა იყოს მკვეთრად მოხრილი. ზემოთ განხილული იყო ასეთი გამრუდების გამოვლინებები (დაკვირვებადი და დაუკვირვებადი). თუმცა, შესაძლებელია ჭიის ხვრელების მოდელები, რომლებისთვისაც ადგილობრივი გამრუდება არ არის. ასეთ „ხვრელს“ მიახლოებისას დამკვირვებელი ვერაფერს განიცდის, მაგრამ თუ მას წააწყდება, ისე დაეცემა, თითქოს კლდიდან. მაგრამ ასეთი მოდელები ყველაზე ნაკლებად სასურველია, წარმოიქმნება სხვადასხვა წინააღმდეგობები და გაზვიადებები.

ცოტა ხნის წინ, ჩვენი მეცნიერების ჯგუფი - ნიკოლაი კარდაშევი, იგორ ნოვიკოვი და ალექსანდრე შატსკი - მივიდა დასკვნამდე, რომ ეგზოტიკური მატერიის თვისებები, რომელიც მხარს უჭერს ჭიის ხვრელს, ძალიან ჰგავს მაგნიტური ან ელექტრული ველების თვისებებს. კვლევის შედეგად გაირკვა, რომ გვირაბის შესასვლელი ძალიან წააგავს მაგნიტურ მონოპოლს, ანუ მაგნიტს ერთი ბოძით. ჭიის ხვრელების შემთხვევაში არ არსებობს რეალური მონოპოლი: ჭიის ხვრელის ერთ კისერს აქვს ერთი ნიშნის მაგნიტური ველი, მეორეს კი განსხვავებული, მხოლოდ მეორე კისერი შეიძლება იყოს სხვა სამყაროში. ასეა თუ ისე, მაგრამ კოსმოსში მაგნიტური მონოპოლები ამ დრომდე არ არის აღმოჩენილი, თუმცა მათი ძებნა გრძელდება. მაგრამ ისინი რეალურად ეძებენ ასეთი თვისების მქონე ელემენტარულ ნაწილაკებს. ჭიის ხვრელების შემთხვევაში აუცილებელია დიდი მაგნიტური მონოპოლების ძებნა.

ახლახან დაარსებული საერთაშორისო ობსერვატორია „რადიოასტრონის“ ერთ-ერთი ამოცანა სწორედ ასეთი მონოპოლების ძიებაა. აი რას ამბობს პროექტის მენეჯერი ნიკოლაი კარდაშევი თავის ერთ-ერთ ინტერვიუში:

„ამ ობსერვატორიებით ჩვენ შევხედავთ შავი ხვრელების შიგნით და ვნახავთ არის თუ არა ისინი ჭიის ხვრელები. თუ აღმოჩნდება, რომ ჩვენ ვხედავთ მხოლოდ გაზის ღრუბლებს, რომლებიც გადიან და დავაკვირდებით სხვადასხვა ეფექტებს, რომლებიც დაკავშირებულია შავი ხვრელის გრავიტაციასთან, მაგალითად, სინათლის ტრაექტორიის გამრუდებასთან, მაშინ ეს იქნება შავი ხვრელი. თუ დავინახავთ რადიოტალღებს, რომლებიც შიგნიდან მოდის, ცხადი გახდება, რომ ეს შავი ხვრელი კი არა, ჭიის ხვრელია. მოდით ავაშენოთ მაგნიტური ველის სურათი ფარადეის ეფექტის გამოყენებით. აქამდე ამას ნებართვა არ ჰქონდა მიწისზე დაფუძნებული ტელესკოპები. და თუ აღმოჩნდება, რომ მაგნიტური ველი შეესაბამება მონოპოლს, მაშინ ეს თითქმის ნამდვილად არის "ჭიის ხვრელი". მაგრამ ჯერ უნდა ნახოთ.

...პირველ რიგში, ჩვენ ვთავაზობთ სუპერმასიური შავი ხვრელების გამოკვლევას ჩვენი და ახლომდებარე გალაქტიკების ცენტრებში. ჩვენთვის ეს არის ძალიან კომპაქტური ობიექტი, რომლის მასა 3 მილიონია მზის მასები. ჩვენ ვფიქრობთ, რომ ეს შავი ხვრელია, მაგრამ ის ასევე შეიძლება იყოს ჭიის ხვრელი. არის კიდევ უფრო გრანდიოზული ობიექტები. კერძოდ, ჩვენთან ყველაზე ახლოს მდებარე ცენტრში მასიური გალაქტიკებიქალწულის თანავარსკვლავედში M 87 არის შავი ხვრელი 3 მილიარდი მზის მასით. ეს ობიექტები ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანია რადიოასტრონომის კვლევისთვის. მაგრამ არა მარტო მათ. არსებობს, მაგალითად, ზოგიერთი პულსარი, რომელიც შეიძლება იყოს ორი შესასვლელი ერთი და იგივე „ჭიის ხვრელში“. და მესამე ტიპის ობიექტები - გამა გამოსხივების აფეთქებები, მათ ადგილას ასევე არის მოკლევადიანი ოპტიკური და რადიო გამოსხივება. ჩვენ მათ დროდადრო ვაკვირდებით თუნდაც ძალიან დიდ დისტანციებზე - რაც შეეხება ყველაზე შორეულ ხილულ გალაქტიკებს. ისინი ძალიან ძლიერები არიან და ჩვენ ჯერ კიდევ არ გვესმის, რა არის ისინი. ზოგადად, ახლა უკვე მომზადებულია დაკვირვებისთვის ათასობით ობიექტის კატალოგი“.

ჭია - 1) ასტროფიზიკოსი. ყველაზე მნიშვნელოვანი კონცეფციათანამედროვე ასტროფიზიკა და პრაქტიკული კოსმოლოგია. „ჭიის ხვრელი“ ან „მოლეჰოლე“ არის ტრანსსივრცითი გადასასვლელი, რომელიც აკავშირებს შავ ხვრელს და მის შესაბამის თეთრ ხვრელს.

ასტროფიზიკური „ჭიის ხვრელი“ ჭრის დამატებით განზომილებაში დაკეცილ სივრცეს და საშუალებას გაძლევთ გადაადგილდეთ რეალურ სამყაროში. მალსახმობივარსკვლავურ სისტემებს შორის.

გამოყენებით ჩატარებული კვლევები ორბიტული ტელესკოპიჰაბლმა აჩვენა, რომ ყოველი შავი ხვრელი არის შესასვლელი „ჭიის ხვრელში“ (იხ. ჰაბლის კანონი). ერთ-ერთი უდიდესი ხვრელი მდებარეობს ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში.თეორიულად აჩვენეს (1993) რომ სწორედ ამ ცენტრალური ხვრელიდან წარმოიშვა მზის სისტემა.

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, სამყაროს დაკვირვებადი ნაწილი ფაქტიურად სავსეა „ჭიის ხვრელებით“, რომლებიც „წინ და უკან“ მიდიან. ბევრი წამყვანი ასტროფიზიკოსი თვლის ამას მოგზაურობა "ჭიის ხვრელებში" არის ვარსკვლავთშორისი ასტრონავტიკის მომავალი. "

ჩვენ ყველა მიჩვეული ვართ იმ ფაქტს, რომ წარსულის დაბრუნება შეუძლებელია, თუმცა ზოგჯერ ძალიან გვინდა. სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლები საუკუნეზე მეტია ხატავენ განსხვავებული სახისინციდენტები, რომლებიც წარმოიქმნება დროში მოგზაურობისა და ისტორიის მსვლელობაზე გავლენის უნარის გამო. უფრო მეტიც, ეს თემა იმდენად მწველი აღმოჩნდა, რომ გასული საუკუნის ბოლოს, ზღაპრებისგან შორს მყოფმა ფიზიკოსებმაც კი დაიწყეს სერიოზულად ეძებონ ისეთი გადაწყვეტილებები განტოლებაზე, რომელიც აღწერს ჩვენს სამყაროს, რაც საშუალებას მისცემს შექმნას დროის მანქანები და გადალახოს ნებისმიერი სივრცე. და დრო თვალის დახამხამებაში.

ფანტასტიკური რომანები აღწერს მთელს სატრანსპორტო ქსელებივარსკვლავური სისტემების დამაკავშირებელი და ისტორიული ეპოქები. შევედი ჯიხურში სტილიზებული, ვთქვათ, სატელეფონო ჯიხურის სახით და სადღაც ანდრომედას ნისლეულში ან დედამიწაზე აღმოვჩნდი, მაგრამ - დიდი ხნის გადაშენებულ ტირანოზავრებს ვესტუმრე.

ასეთი ნაწარმოებების გმირები მუდმივად იყენებენ დროის მანქანის, პორტალების და მსგავსი მოსახერხებელი მოწყობილობების ნულოვან ტრანსპორტს.

თუმცა, სამეცნიერო ფანტასტიკის მოყვარულები ასეთ მოგზაურობებს დიდი მოწიწების გარეშე აღიქვამენ - არასოდეს იცი, რა შეიძლება წარმოიდგინო, გამოგონილის რეალიზაცია გაურკვეველ მომავალზე ან უცნობი გენიოსის შეხედულებებზე მიუთითებს. ბევრად უფრო გასაკვირია ის ფაქტი, რომ დროის მანქანები და გვირაბები სივრცეში საკმაოდ სერიოზულად განიხილება, როგორც ჰიპოთეტურად შესაძლებელია სტატიებში. თეორიული ფიზიკა, ყველაზე ცნობილი სამეცნიერო პუბლიკაციების გვერდებზე.

პასუხი მდგომარეობს იმაში, რომ აინშტაინის გრავიტაციის თეორიის - ფარდობითობის ზოგადი თეორიის (GR) მიხედვით, ოთხგანზომილებიანი სივრცე-დრო, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, არის მრუდი, ხოლო გრავიტაცია, რომელიც ყველასთვის ნაცნობი, არის ასეთი გამოვლინება. გამრუდება.

მატერია „იხრება“, ახშობს მის გარშემო არსებულ სივრცეს და რაც უფრო მკვრივია, მით უფრო ძლიერია გამრუდება.

მრავალრიცხოვანი ალტერნატიული თეორიებიგრავიტაცია, რომლის რიცხვი ასობით მიდის, ზოგადი ფარდობითობისგან განსხვავებული დეტალებით, ინარჩუნებს მთავარს - სივრცე-დროის გამრუდების იდეას. და თუ სივრცე მრუდია, მაშინ რატომ არ ავიღოთ, მაგალითად, მილის ფორმა, მოკლედ შერთვის რეგიონები, რომლებიც გამოყოფილია ასობით ათასი სინათლის წლით, ან, ვთქვათ, ეპოქები ერთმანეთისგან შორს - ბოლოს და ბოლოს. ჩვენ ვსაუბრობთარა მხოლოდ სივრცეზე, არამედ სივრცე-დროზე?

დაიმახსოვრე, სტრუგაცკიები (რომლებიც, სხვათა შორის, მიმართავდნენ ნულოვანი ტრანსპორტის გამოყენებას): ”მე აბსოლუტურად ვერ ვხვდები, რატომ არ უნდა მოხდეს კეთილშობილი დონ…” - კარგი, ვთქვათ, არ გაფრინდეს XXXII საუკუნეში? ...

ჭიის ხვრელები თუ შავი ხვრელები?

ჩვენი სივრცე-დროის ასეთი ძლიერი გამრუდების შესახებ აზრები წარმოიშვა ზოგადი ფარდობითობის მოსვლისთანავე - უკვე 1916 წელს ავსტრიელმა ფიზიკოსმა ლ. ფლამმა განიხილა სივრცითი გეომეტრიის არსებობის შესაძლებლობა ორ სამყაროს დამაკავშირებელი ხვრელის სახით. . 1935 წელს ა. აინშტაინმა და მათემატიკოსმა ნ. როზენმა ყურადღება გაამახვილეს იმ ფაქტზე, რომ GR განტოლებების უმარტივესი ამონახსნები, რომლებიც აღწერენ გრავიტაციული ველის იზოლირებულ, ნეიტრალურ ან ელექტრულად დამუხტულ წყაროებს, აქვთ "ხიდის" სივრცითი სტრუქტურა, რომელიც თითქმის შეუფერხებლად აკავშირებს ორ სამყაროს - ორ იდენტურ, თითქმის ბრტყელ, სივრცე-დროს.

ასეთი სახის სივრცითი სტრუქტურებიმოგვიანებით მათ უწოდეს "ჭიის ხვრელები" (ინგლისური სიტყვის "wormhole" - "ჭიის ხვრელის საკმაოდ თავისუფალი თარგმანი").

აინშტაინი და როზენი ფიქრობდნენ კიდეც ასეთი „ხიდების“ აღსაწერად გამოყენება ელემენტარული ნაწილაკები. მართლაც, ნაწილაკი ამ შემთხვევაში არის წმინდა სივრცითი წარმონაქმნი, ამიტომ არ არის საჭირო მასის ან მუხტის წყაროს კონკრეტულად მოდელირება, ხოლო ჭიის ხვრელის მიკროსკოპული ზომებით, ერთ-ერთ სივრცეში მდებარე გარე, შორეული დამკვირვებელი ხედავს მხოლოდ. წერტილის წყარო გარკვეული მასით და მუხტით.

ძალის ელექტრული ხაზები შედის ხვრელში ერთი მხრიდან და გამოდის მეორე მხრიდან, არსად დაწყების ან დამთავრების გარეშე.

გამომეტყველებით ამერიკელი ფიზიკოსი J. Wheeler, გამოდის "მასა მასის გარეშე, დამუხტვა მუხტის გარეშე". და ამ შემთხვევაში, სულაც არ არის საჭირო იმის დაჯერება, რომ ხიდი აკავშირებს ორ განსხვავებულ სამყაროს - ვარაუდი, რომ ჭიის ხვრელის ორივე „პირი“ ერთსა და იმავე სამყაროში იხსნება, მაგრამ სხვადასხვა წერტილებში და სხვადასხვა დროს- ჩვეულ თითქმის ბრტყელ სამყაროზე შეკერილი ღრუ "სახელურის" მსგავსი რაღაც.

ერთი პირი, რომელშიც შედის ძალის ხაზები, ჩანს, როგორც უარყოფითი მუხტი(მაგალითად, ელექტრონი), მეორე საიდანაც ისინი გამოდიან - როგორც დადებითი (პოზიტრონი), მასები ორივე მხრიდან ერთნაირი იქნება.

მიუხედავად ასეთი სურათის მიმზიდველობისა, ის (ბევრი მიზეზის გამო) არ დადგა ფესვი ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში. ძნელია აინშტაინის - როზენის „ხიდებს“ კვანტური თვისებები მიაკუთვნო და მათ გარეშე მიკროსამყაროში არაფერია გასაკეთებელი.

ზე ცნობილი ღირებულებებინაწილაკების მასები და მუხტები (ელექტრონები ან პროტონები), აინშტაინ-როზენის ხიდი საერთოდ არ იქმნება, სამაგიეროდ, "ელექტრული" ხსნარი წინასწარმეტყველებს ეგრეთ წოდებულ "შიშველ" სინგულარობას - წერტილს, სადაც სივრცის გამრუდება და ელექტრული ველი ხდება უსასრულო. სივრცე-დროის ცნება, თუნდაც ის მრუდი იყოს, ასეთ წერტილებში კარგავს თავის მნიშვნელობას, რადგან შეუძლებელია განტოლებების ამოხსნა უსასრულო ტერმინებით. თავად ზოგადი ფარდობითობა საკმაოდ ნათლად ამტკიცებს, თუ სად წყვეტს ის მუშაობას. გავიხსენოთ ზემოთ ნათქვამი სიტყვები: "თითქმის შეუფერხებლად დამაკავშირებელი ...". ეს „თითქმის“ ეხება აინშტაინის „ხიდების“ მთავარ ნაკლს - როზენს - სიგლუვის დარღვევას „ხიდის“ ყველაზე ვიწრო ნაწილში, კისერზე.

და ეს დარღვევა, უნდა ითქვას, ძალიან არატრივიალურია: ასეთ კისერზე, შორეული დამკვირვებლის თვალსაზრისით, დრო ჩერდება...

თანამედროვე თვალსაზრისით, ის, რაც აინშტაინმა და როზენმა დაინახეს, როგორც ყელი (ანუ „ხიდის“ ყველაზე ვიწრო წერტილი) სინამდვილეში სხვა არაფერია თუ არა შავი ხვრელის (ნეიტრალური ან დამუხტული) მოვლენათა ჰორიზონტი.

უფრო მეტიც, თან სხვადასხვა პარტიები„ხიდის“ ნაწილაკები ან სხივები ცვივა ჰორიზონტის სხვადასხვა „სექციებზე“ და, შედარებით რომ ვთქვათ, ჰორიზონტის მარჯვენა და მარცხენა ნაწილებს შორის არის სპეციალური არასტატიკური არე, რომლის გადალახვის გარეშე შეუძლებელია ხვრელის გავლა. .

შორეული დამკვირვებლისთვის, კოსმოსური ხომალდი, რომელიც უახლოვდება საკმარისად დიდი (გემთან შედარებით) შავი ხვრელის ჰორიზონტს, თითქოს სამუდამოდ იყინება და მისგან სიგნალები სულ უფრო იშვიათად აღწევს. პირიქით, მიერ გემის საათიჰორიზონტი მიიღწევა სასრულ დროში.

ჰორიზონტის გავლის შემდეგ ხომალდი (ნაწილაკი ან სინათლის სხივი) მალე აუცილებლად ეყრდნობა სინგულარობას - სადაც გამრუდება ხდება უსასრულო და სადაც (ჯერ კიდევ გზაში) ნებისმიერი გაშლილი სხეული აუცილებლად დაიმსხვრევება და იშლება.

თაკოვა მკაცრი რეალობაშავი ხვრელის შიდა სტრუქტურა. შვარცშილდისა და რაისნერ-ნორდსტრომის გადაწყვეტილებები, რომლებიც აღწერენ სფერულად სიმეტრიულ ნეიტრალურ და ელექტრული დამუხტულ შავ ხვრელებს, მიღებული იქნა 1916-1917 წლებში, მაგრამ ფიზიკოსებმა სრულად გაიგეს ამ სივრცეების რთული გეომეტრია მხოლოდ 1950-1960-იანი წლების ბოლოს. სხვათა შორის, სწორედ მაშინ იყო ჯონ არჩიბალდ უილერი, რომელიც ცნობილია თავისი მოღვაწეობით ბირთვული ფიზიკადა გრავიტაციის თეორიამ შემოგვთავაზა ტერმინები "შავი ხვრელი" და "ჭიის ხვრელი".

როგორც გაირკვა, შვარცშილდისა და რეისნერ-ნორდსტრომის სივრცეებში მართლაც არის ჭიის ხვრელები. შორეული დამკვირვებლის გადმოსახედიდან ისინი არ არიან სრულიად ხილული, ისევე როგორც თავად შავი ხვრელები და ისეთივე მარადიულია. მაგრამ მოგზაურისთვის, რომელმაც გაბედა ჰორიზონტის მიღმა შეღწევა, ხვრელი ისე სწრაფად იშლება, რომ მასში არც ხომალდი, არც მასიური ნაწილაკი და არც სინათლის სხივი გაფრინდება.

იმისთვის, რომ სინგულარობის გვერდის ავლით გავიაროთ „ღვთის ნათებამდე“ - ხვრელის მეორე პირში, საჭიროა სინათლეზე უფრო სწრაფად გადაადგილება. და ფიზიკოსები დღეს თვლიან, რომ მატერიისა და ენერგიის გადაადგილების სუპერნათური სიჩქარე პრინციპში შეუძლებელია.

ჭიის ხვრელები და დროის მარყუჟები

ასე რომ, შვარცშილდის შავი ხვრელი შეიძლება ჩაითვალოს შეუღწევად ჭიის ხვრელად. Reisner-Nordstrom შავი ხვრელი უფრო რთული, მაგრამ ასევე გაუვალია.

თუმცა, არც ისე რთულია გავლადი ოთხგანზომილებიანი ჭიის ხვრელების მოფიქრება და აღწერა, მეტრიკის სასურველი ტიპის არჩევა (მეტრული, ან მეტრული ტენსორი, არის სიდიდეების ერთობლიობა, რომელიც გამოიყენება ოთხგანზომილებიანი მანძილების-ინტერვალების გამოსათვლელად. მოვლენის წერტილები, რომელიც სრულად ახასიათებს სივრცე-დროის გეომეტრიას და გრავიტაციულ ველს). გავლადი ჭიის ხვრელები, ზოგადად, გეომეტრიულად უფრო მარტივია, ვიდრე შავი ხვრელები: არ უნდა არსებობდეს ჰორიზონტები, რომლებიც დროთა განმავლობაში კატაკლიზმამდე მიგვიყვანს.

დრო სხვადასხვა წერტილში, რა თქმა უნდა, შეიძლება სხვა ტემპით წავიდეს - მაგრამ ის უსასრულოდ არ უნდა აჩქარდეს ან შეჩერდეს.

უნდა ითქვას, რომ სხვადასხვა შავი ხვრელები და ჭიის ხვრელები ძალიან საინტერესო მიკროობიექტებია, რომლებიც თავისთავად წარმოიქმნება გრავიტაციული ველის კვანტური რყევების სახით (10-33 სმ სიგრძით), სადაც, შესაბამისად. არსებული შეფასებებიკლასიკური, გლუვი სივრცე-დროის კონცეფცია აღარ გამოიყენება.

ასეთ სასწორებზე მღელვარე ნაკადში წყლის ან საპნის ქაფის მსგავსი უნდა იყოს, რომელიც გამუდმებით „სუნთქავს“ პატარა ბუშტების წარმოქმნისა და ნგრევის გამო. სიმშვიდის ნაცვლად ცარიელი სივრცეჩვენ გვაქვს ყველაზე უცნაური და ერთმანეთზე გადახლართული კონფიგურაციების მინი შავი ხვრელები და ჭიის ხვრელები, რომლებიც ჩნდება და ქრება გამაოგნებელი ტემპით. მათი ზომები წარმოუდგენლად მცირეა - ისინი რამდენჯერ მცირეა ატომის ბირთვირა დრო არის ბირთვი პატარა პლანეტაᲓედამიწა. ჯერ არ არსებობს სივრც-დროის ქაფის მკაცრი აღწერა, რადგან გრავიტაციის თანმიმდევრული კვანტური თეორია ჯერ არ არის შექმნილი, მაგრამ ზოგადი თვალსაზრისითაღწერილი სურათი გამომდინარეობს ფიზიკური თეორიის ძირითადი პრინციპებიდან და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შეიცვალოს.

თუმცა, ვარსკვლავთშორისი და დროთაშორისი მოგზაურობის თვალსაზრისით, სრულიად განსხვავებული ზომის ჭიის ხვრელებია საჭირო: „მინდა“ გონივრული ზომის კოსმოსური ხომალდი ან ტანკი მაინც გაიაროს კისერზე დაზიანების გარეშე (არასასიამოვნო იქნებოდა ტირანოზავრებში. მის გარეშე, არა?).

ამიტომ, დასაწყისისთვის, აუცილებელია მივიღოთ სიმძიმის განტოლებათა ამონახსნები მაკროსკოპული განზომილებების გავლადი ჭიის ხვრელების სახით. და თუ ვივარაუდებთ, რომ ასეთი ხვრელი უკვე გაჩნდა, ხოლო დანარჩენი სივრცე-დრო თითქმის ბრტყელი დარჩა, მაშინ ჩათვალეთ, რომ ყველაფერი არსებობს - ხვრელი შეიძლება იყოს დროის მანქანა, გალაქტიკათშორისი გვირაბი და ამაჩქარებელიც კი.

იმისდა მიუხედავად, სად და როდის მდებარეობს ჭიის ხვრელის ერთ-ერთი პირი, მეორე შეიძლება იყოს სადმე სივრცეში და ნებისმიერ დროს - წარსულში თუ მომავალში.

გარდა ამისა, პირს შეუძლია მოძრაობდეს ნებისმიერი სიჩქარით (შუქის საზღვრებში) მიმდებარე სხეულებთან მიმართებაში - ეს ხელს არ შეუშლის ნახვრიდან გასვლას (პრაქტიკულად) ბრტყელ მინკოვსკის სივრცეში.

ცნობილია, რომ ის უჩვეულოდ სიმეტრიულია და ერთნაირად გამოიყურება მის ყველა წერტილში, ყველა მიმართულებით და ნებისმიერი მიმართულებით. ინერციული სისტემებირაც არ უნდა სწრაფად მოძრაობდნენ.

მაგრამ, მეორე მხრივ, დროის მანქანის არსებობის ვარაუდით, ჩვენ მაშინვე ვხვდებით პარადოქსების მთელ „თაიგულს“, როგორიცაა - წარსულში ჩაფრინდა და „ბაბუა ნიჩბით მოკლა“, სანამ ბაბუა მამა გახდებოდა. ნორმალური საღი აზრივარაუდობს, რომ ეს, სავარაუდოდ, უბრალოდ არ შეიძლება იყოს. და თუ ფიზიკური თეორია აცხადებს რეალობის აღწერას, ის უნდა შეიცავდეს მექანიზმს, რომელიც კრძალავს ასეთი „დროის მარყუჟების“ ფორმირებას, ან თუნდაც უკიდურესად ართულებს მათ ჩამოყალიბებას.

GR, ეჭვგარეშეა, აცხადებს, რომ აღწერს რეალობას. მასში ნაპოვნია მრავალი გამოსავალი, რომელიც აღწერს სივრცეებს ​​დახურული დროის მარყუჟებით, მაგრამ, როგორც წესი, ამა თუ იმ მიზეზით, ისინი აღიარებულია როგორც არარეალური ან, ვთქვათ, „არასაშიში“.

Დიახ ძალიან საინტერესო გამოსავალიაინშტაინის განტოლებებზე მიუთითა ავსტრიელმა მათემატიკოსმა კ. გოდელმა: ეს არის ერთგვაროვანი სტაციონარული სამყარო, რომელიც ბრუნავს მთლიანობაში. იგი შეიცავს დახურულ ტრაექტორიებს, რომლითაც მოგზაურობთ, შეგიძლიათ დაბრუნდეთ არა მხოლოდ სივრცეში საწყის წერტილში, არამედ დროის საწყის წერტილამდეც. თუმცა, გაანგარიშება აჩვენებს, რომ ასეთი მარყუჟის მინიმალური დრო გაცილებით მეტია ვიდრე სამყაროს სიცოცხლე.

გადასასვლელი ჭიის ხვრელები, რომლებიც განიხილება როგორც "ხიდები" სხვადასხვა სამყაროებს შორის, დროებითია (როგორც ვთქვით) იმისთვის, რომ ვივარაუდოთ, რომ ორივე პირი ერთსა და იმავე სამყაროში იხსნება, რადგან მარყუჟები მაშინვე ჩნდება. რა აფერხებს მათ ჩამოყალიბებას მაშინ, ფარდობითობის ზოგადი თვალსაზრისით - მიხედვით მინიმუმ, მაკროსკოპულ და კოსმიურ მასშტაბებზე?

პასუხი მარტივია: აინშტაინის განტოლებების სტრუქტურა. მათ მარცხენა მხარეს არის სიდიდეები, რომლებიც ახასიათებენ სივრცე-დროის გეომეტრიას, ხოლო მარჯვნივ - ე.წ. მათი განაწილება სივრცეში და მოძრაობის მდგომარეობის შესახებ.

შეიძლება აინშტაინის განტოლებების „წაკითხვა“ მარჯვნიდან მარცხნივ, სადაც ნათქვამია, რომ მათ მატერია იყენებს იმისთვის, რომ სივრცეს „უთხრას“, თუ როგორ უნდა მოეხვიოს. მაგრამ ეს ასევე შესაძლებელია - მარცხნიდან მარჯვნივ, მაშინ ინტერპრეტაცია განსხვავებული იქნება: გეომეტრია კარნახობს მატერიის თვისებებს, რაც მას შეუძლია უზრუნველყოს, გეომეტრია, არსებობა.

ასე რომ, თუ ჩვენ გვჭირდება ჭიის ხვრელის გეომეტრია, ჩვენ მას ჩავანაცვლებთ აინშტაინის განტოლებებში, გავაანალიზებთ და გავარკვევთ, თუ რა სახის მატერიაა საჭირო. თურმე ძალიან უცნაური და უპრეცედენტოა, მას „ეგზოტიკურ მატერიას“ უწოდებენ. ასე რომ, უმარტივესი ჭიის ხვრელის შესაქმნელად (სფერულად სიმეტრიული), აუცილებელია, რომ ენერგიის სიმკვრივე და წნევა რადიალური მიმართულებით დაემატოს უარყოფით მნიშვნელობას. აუცილებელია თუ არა იმის თქმა, რომ ჩვეულებრივი ტიპის მატერიისთვის (ისევე როგორც მრავალი ცნობილი ფიზიკური ველისთვის) ორივე ეს რაოდენობა დადებითია?..

ბუნებამ, როგორც ვხედავთ, მართლაც სერიოზული ბარიერი დაუყენა ჭიის ხვრელების გაჩენას. მაგრამ ასე მუშაობს ადამიანი და არც მეცნიერები არიან გამონაკლისი: თუ ბარიერი არსებობს, ყოველთვის იქნებიან ისეთები, ვისაც მისი გადალახვა სურს...

ჭიის ხვრელებით დაინტერესებული თეორეტიკოსების მუშაობა პირობითად შეიძლება დაიყოს ორ დამატებით მიმართულებად. პირველი, ჭიის ხვრელების არსებობის წინასწარ ვარაუდით, ითვალისწინებს წარმოშობილ შედეგებს, მეორე ცდილობს დაადგინოს, როგორ და რა ჭიის ხვრელებისგან შეიძლება აშენდეს, რა პირობებში გამოჩნდნენ ან შეიძლება გამოჩნდნენ.

პირველი მიმართულების ნამუშევრებში, მაგალითად, ასეთი კითხვაა განხილული.

დავუშვათ, რომ ჩვენს განკარგულებაში გვაქვს ჭიის ხვრელი, რომლის მეშვეობითაც თქვენ შეგიძლიათ გაიაროთ რამდენიმე წამში და მის ორი ძაბრის ფორმის პირი "A" და "B" ახლოს იყოს სივრცეში. შესაძლებელია თუ არა ასეთი ხვრელის დროის მანქანად გადაქცევა?

ამერიკელმა ფიზიკოსმა კიპ თორნმა და მისმა თანამშრომლებმა აჩვენეს, თუ როგორ უნდა გააკეთონ ეს: იდეა არის დატოვონ ერთ-ერთი პირი, "A" ადგილზე, ხოლო მეორე "B" (რომელიც ჩვეულებრივი მასიური სხეულივით უნდა მოიქცეს). გაფანტეთ სინათლის სიჩქარის შესადარებელი სიჩქარით, შემდეგ დაბრუნდით უკან და დაამუხრუჭეთ "A"-სთან ახლოს. შემდეგ, SRT ეფექტის გამო (დროის შენელება მოძრავ სხეულზე სტაციონარულთან შედარებით), ნაკლები დრო გაივლის პირს „B“, ვიდრე „A“ პირს. უფრო მეტიც, რაც უფრო დიდი იყო პირის ღრუს "B" მოგზაურობის სიჩქარე და ხანგრძლივობა, მით მეტი იქნება მათ შორის დროის სხვაობა.

ეს, ფაქტობრივად, იგივე „ტყუპის პარადოქსია“, რომელიც კარგად არის ცნობილი მეცნიერებისთვის: ტყუპისცალი, რომელიც ვარსკვლავების ფრენიდან დაბრუნდა, თავის ძმაზე უმცროსი აღმოჩნდება... მოდით, პირებს შორის დროის სხვაობა იყოს, რადგან მაგალითად, ნახევარი წელი.

შემდეგ, შუა ზამთარში "A"-ს პირთან ვისხედით, ჭიაყელიდან დავინახავთ გასული ზაფხულის ნათელ სურათს და - მართლაც ამ ზაფხულს და დავბრუნდებით, ხვრელში გავლილი. შემდეგ ისევ მივუახლოვდებით ძაბრს "A"-ს (ის, როგორც შევთანხმდით, სადღაც ახლოს არის), კიდევ ერთხელ ჩავყვინთავთ ხვრელში და პირდაპირ შარშანდელ თოვლში გადავხტებით. და იმდენჯერ. საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობა - ჩაყვინთვა ძაბრში "B", - მოდით გადახტეთ ნახევარი წელი მომავალში ...

ამრიგად, ერთ-ერთი პირით ერთი მანიპულაციის შესრულების შემდეგ, ვიღებთ დროის მანქანას, რომელიც შეიძლება მუდმივად იყოს "გამოყენებული" (რა თქმა უნდა, ვივარაუდოთ, რომ ხვრელი სტაბილურია ან ჩვენ შეგვიძლია შევინარჩუნოთ მისი "ფუნქციონირება").

მეორე მიმართულების ნამუშევრები უფრო მრავალრიცხოვანია და, შესაძლოა, უფრო საინტერესოც. ეს მიმართულება მოიცავს ჭიის ხვრელების კონკრეტული მოდელების ძიებას და მათი შესწავლას კონკრეტული თვისებები, რომელიც, ზოგადად, განსაზღვრავს, რა შეიძლება გაკეთდეს ამ ხვრელების და როგორ გამოვიყენოთ ისინი.

ეგზომატი და ბნელი ენერგია

მატერიის ეგზოტიკური თვისებები, რომლებიც უნდა ფლობდეს სამშენებლო მასალაჭიის ხვრელებისთვის, როგორც ირკვევა, შეიძლება განხორციელდეს კვანტური ველების ე.წ. ვაკუუმური პოლარიზაციის გამო.

ეს დასკვნა ცოტა ხნის წინ გაკეთდა რუსი ფიზიკოსებიარკადი პოპოვი და სერგეი სუშკოვი ყაზანიდან (დავით ჰოხბერგთან ერთად ესპანეთიდან) და სერგეი კრასნიკოვი პულკოვოს ობსერვატორიიდან. და ამ შემთხვევაში ვაკუუმი სულაც არ არის სიცარიელე, არამედ კვანტური მდგომარეობაყველაზე დაბალი ენერგიით - ველი რეალური ნაწილაკების გარეშე. მასში მუდმივად ჩნდება "ვირტუალური" ნაწილაკების წყვილი, რომლებიც ისევ ქრება უფრო ადრე, ვიდრე მათ შეეძლოთ მოწყობილობების აღმოჩენა, მაგრამ ტოვებენ თავიანთ რეალურ კვალს რაღაც ენერგეტიკული იმპულსის ტენზორის სახით უჩვეულო თვისებებით.

და მიუხედავად იმისა, რომ მატერიის კვანტური თვისებები ვლინდება ძირითადად მიკროსამყაროში, მათ მიერ წარმოქმნილმა ჭიის ხვრელებმა (გარკვეულ პირობებში) შეიძლება მიაღწიონ ძალიან ღირსეულ ზომებს. სხვათა შორის, ს.კრასნიკოვის ერთ-ერთ სტატიას აქვს "შემაშინებელი" სათაური - "ჭიის ხვრელების საფრთხე". ყველაზე საინტერესო ამ წმინდა თეორიულ განხილვაში არის ის, რომ რეალური ასტრონომიული დაკვირვებებიბოლო წლები, როგორც ჩანს, მნიშვნელოვნად ძირს უთხრის ოპონენტების პოზიციებს ჭიის ხვრელების არსებობის შესაძლებლობის შესახებ.

ასტროფიზიკოსებმა, ჩვენგან მილიარდობით სინათლის წლით დაშორებულ გალაქტიკებში სუპერნოვას აფეთქებების სტატისტიკის შესწავლით, დაასკვნეს, რომ ჩვენი სამყარო არა მხოლოდ ფართოვდება, არამედ ფართოვდება მუდმივად მზარდი სიჩქარით, ანუ აჩქარებით. უფრო მეტიც, დროთა განმავლობაში ეს აჩქარებაც კი იზრდება. ამაზე საკმაოდ დამაჯერებლად მიუთითებს უახლესი დაკვირვებები კოსმოსური ტელესკოპები. კარგი, ახლა დროა გავიხსენოთ კავშირი მატერიასა და გეომეტრიას შორის ზოგად ფარდობითობაში: სამყაროს გაფართოების ბუნება მყარად არის დაკავშირებული მატერიის მდგომარეობის განტოლებასთან, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მის სიმკვრივესა და წნევას შორის ურთიერთობასთან. თუ მატერია ჩვეულებრივია (დადებითი სიმკვრივით და წნევით), მაშინ სიმკვრივე თავისთავად ეცემა დროთა განმავლობაში და გაფართოება შენელდება.

თუ წნევა უარყოფითია და სიდიდით თანაბარი, მაგრამ ენერგეტიკული სიმკვრივის საპირისპირო ნიშნით (მაშინ მათი ჯამი = 0), მაშინ ეს სიმკვრივე მუდმივია დროსა და სივრცეში - ეს არის ეგრეთ წოდებული კოსმოლოგიური მუდმივი, რომელიც იწვევს გაფართოებას. მუდმივი აჩქარება.

მაგრამ იმისთვის, რომ აჩქარება დროთა განმავლობაში გაიზარდოს და ეს საკმარისი არ არის - წნევისა და ენერგიის სიმკვრივის ჯამი უარყოფითი უნდა იყოს. არავის არასოდეს დაუკვირვებია ასეთი მატერია, მაგრამ სამყაროს ხილული ნაწილის ქცევა, როგორც ჩანს, მიუთითებს მის არსებობაზე. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ამ სახის უცნაური, უხილავი მატერია (ე.წ. "ბნელი ენერგია") დღევანდელ ეპოქაში უნდა იყოს დაახლოებით 70%, და ეს პროპორცია მუდმივად იზრდება (განსხვავებით ჩვეულებრივი მატერიისგან, რომელიც სიმკვრივეს კარგავს მოცულობის ზრდასთან ერთად, ბნელი ენერგია იქცევა პარადოქსულად - სამყარო ფართოვდება და მისი სიმკვრივე იზრდება). ბოლოს და ბოლოს (და ამაზე უკვე ვისაუბრეთ), სწორედ ასეთი ეგზოტიკური მატერიაა ყველაზე შესაფერისი „სამშენებლო მასალა“ ჭიის ხვრელების ფორმირებისთვის.

ადამიანი მიისწრაფვის ფანტაზიისკენ: ადრე თუ გვიან აღმოაჩენენ ბნელ ენერგიას, მეცნიერები და ტექნოლოგები ისწავლიან როგორ გასქელონ იგი და ააგონ ჭიის ხვრელები და იქ - არც თუ ისე შორს "ახდენილი ოცნება" - დროის მანქანებისა და გვირაბების შესახებ. ვარსკვლავები ...

მართალია, სიმკვრივის შეფასება ბნელი ენერგიასამყაროში, რომელიც უზრუნველყოფს მას დაჩქარებული გაფართოება: თუ ბნელი ენერგია თანაბრად ნაწილდება, მიიღება სრულიად უმნიშვნელო მნიშვნელობა - დაახლოებით 10-29 გ/სმ3. ჩვეულებრივი ნივთიერებისთვის ეს სიმკვრივე შეესაბამება 10 წყალბადის ატომს 1 მ3-ზე. ვარსკვლავთშორისი აირიც კი რამდენჯერმე მკვრივია. ასე რომ, თუ ეს გზა დროის მანქანის შექმნისკენ შეიძლება გახდეს რეალური, მაშინ ეს არ იქნება ძალიან, ძალიან მალე.

საჭიროა დონატის ხვრელი

აქამდე ჩვენ ვსაუბრობდით გვირაბის მსგავს ჭიის ხვრელებზე გლუვი კისრით. მაგრამ GR ასევე პროგნოზირებს სხვა სახის ჭიის ხვრელებს - და პრინციპში მათ საერთოდ არ სჭირდებათ განაწილებული მატერია. არსებობს აინშტაინის განტოლებების ამონახსნების მთელი კლასი, რომლებშიც ოთხგანზომილებიანი სივრცე-დრო, ბრტყელი ველის წყაროდან შორს, არსებობს, თითქოს, დუბლიკატად (ან ფურცლებზე) და ორივესთვის საერთოა. მხოლოდ გარკვეული თხელი რგოლი (ველის წყარო) და დისკი, ეს ბეჭედი შეზღუდულია.

ამ ბეჭედს აქვს მართლაც ჯადოსნური თვისება: შეგიძლიათ "ხეტიალოთ" მის ირგვლივ რამდენ ხანს გინდათ, დარჩეთ "თქვენს" სამყაროში, მაგრამ როგორც კი გაივლით მას, აღმოჩნდებით სრულიად განსხვავებულ სამყაროში, თუმცა მსგავსია "". შენი საკუთარი". და იმისთვის, რომ უკან დაბრუნდეთ, თქვენ კვლავ უნდა გაიაროთ რგოლი (და ნებისმიერი მხრიდან, სულაც არ არის ის, ვინც ახლახან დატოვეთ).

ბეჭედი თავისთავად სინგულარულია - მასზე სივრცე-დროის გამრუდება უსასრულობამდე იქცევა, მაგრამ მის შიგნით არსებული ყველა წერტილი საკმაოდ ნორმალურია და იქ მოძრავი სხეული არ განიცდის რაიმე კატასტროფულ ეფექტს.

საინტერესოა, რომ უამრავი ასეთი გამოსავალია - როგორც ნეიტრალური, ასევე ელექტრული მუხტი, როგორც ბრუნვით, ისე მის გარეშე. ასეთია, კერძოდ, ახალი ზელანდიელი რ.კერის ცნობილი გადაწყვეტა მბრუნავი შავი ხვრელისთვის. ის ყველაზე რეალისტურად აღწერს ვარსკვლავური და გალაქტიკური მასშტაბის შავ ხვრელებს (რომელთა არსებობაშიც ასტროფიზიკოსთა უმეტესობას ეჭვი აღარ ეპარება), რადგან თითქმის ყველა ციური სხეულებიგანიცდიან ბრუნვას და შეკუმშვისას, როტაცია მხოლოდ აჩქარდება, განსაკუთრებით შავ ხვრელში კოლაფსის დროს.

მაშ, გამოდის, რომ მბრუნავი შავი ხვრელები „დროის მანქანების“ „პირდაპირი“ კანდიდატები არიან?თუმცა, შავი ხვრელები, რომლებიც წარმოიქმნება ვარსკვლავურ სისტემებში, გარშემორტყმულია და ივსება ცხელი გაზით და მკაცრი, მომაკვდინებელი გამოსხივებით. გარდა ამ წმინდა პრაქტიკული წინააღმდეგობისა, არსებობს ასევე ფუნდამენტური წინააღმდეგობა, რომელიც დაკავშირებულია მოვლენის ჰორიზონტის ქვემოდან ახალ სივრცობრივ-დროებით „ფურცელზე“ გასვლის სირთულეებთან. მაგრამ ამაზე უფრო დეტალურად საუბარი არ ღირს, რადგან ფარდობითობის ზოგადი და მისი მრავალი განზოგადების მიხედვით, ჭიის ხვრელები ცალკეული რგოლებით შეიძლება არსებობდეს ყოველგვარი ჰორიზონტის გარეშე.

ასე რომ, ჭიის ხვრელების დამაკავშირებელი მინიმუმ ორი თეორიული შესაძლებლობა არსებობს სხვადასხვა სამყაროები: ბურუსები შეიძლება იყოს გლუვი და შედგებოდეს ეგზოტიკური მატერიისგან, ან შეიძლება წარმოიშვას სინგულარულობის გამო, ხოლო დარჩეს გამტარი.

სივრცე და სიმები

თხელი ცალკეული რგოლები წააგავს სხვა უჩვეულო ობიექტებს, რომლებიც წინასწარმეტყველებდნენ თანამედროვე ფიზიკა, - კოსმოსური სიმებიჩამოყალიბდა (ზოგიერთი თეორიის მიხედვით) ქ ადრეული სამყაროროდესაც ზემკვრივი მატერია გაცივდება და მისი მდგომარეობა იცვლება.

ისინი მართლაც ჰგვანან სიმებს, მხოლოდ არაჩვეულებრივად მძიმე - მრავალი მილიარდი ტონა სიგრძის სანტიმეტრზე მიკრონის ფრაქციის სისქით. და, როგორც ამერიკელმა რიჩარდ გოტმა და ფრანგმა ჟერარ კლემენტმა აჩვენეს, რამდენიმე სტრიქონიდან ერთმანეთზე მოძრავი მაღალი სიჩქარით, შესაძლებელია დროებითი მარყუჟების შემცველი კონსტრუქციების შედგენა. ანუ ამ სიმების გრავიტაციულ ველში გარკვეული გზით გადაადგილებით, შეგიძლიათ დაბრუნდეთ საწყის წერტილში, სანამ მისგან გაფრინდებით.

ასტრონომები დიდი ხანია ეძებენ ამ სახეობას კოსმოსური ობიექტებიდა დღეს უკვე არის ერთი "კარგი" კანდიდატი - CSL-1 ობიექტი. ეს არის ორი საოცრად მსგავსი გალაქტიკა, რომლებიც რეალურად, ალბათ, ერთია, მხოლოდ ორად გაყოფილი გრავიტაციული ლინზირების ეფექტის გამო. და ამ შემთხვევაში გრავიტაციული ლინზა- არა სფერული, არამედ ცილინდრული, გრძელი თხელი მძიმე ძაფის მსგავსი.

დაეხმარება მეხუთე განზომილება?

იმ შემთხვევაში, თუ სივრცე-დრო შეიცავს ოთხზე მეტ განზომილებას, ჭიის ხვრელების არქიტექტურა ახალ, აქამდე უცნობ შესაძლებლობებს იძენს.

ამრიგად, ბოლო წლებში პოპულარული გახდა კონცეფცია "ბრენის სამყარო". იგი ვარაუდობს, რომ მთელი დაკვირვებადი მატერია განლაგებულია რაღაც ოთხგანზომილებიან ზედაპირზე (აღნიშნულია ტერმინი "ბრანე" - ჩამოჭრილი სიტყვა "მემბრანა"), ხოლო მიმდებარე ხუთ ან ექვსგანზომილებიან მოცულობაში არაფერია გარდა გრავიტაციული ველისა. გრავიტაციული ველი თავად ბრანზე (და ეს ერთადერთია, რასაც ჩვენ ვაკვირდებით) ემორჩილება შეცვლილ აინშტაინის განტოლებებს და მათ აქვთ წვლილი მიმდებარე მოცულობის გეომეტრიიდან.

ამრიგად, ამ წვლილს შეუძლია შეასრულოს ეგზოტიკური მატერიის როლი, რომელიც წარმოქმნის ჭიის ხვრელებს. ბურუსები შეიძლება იყოს ნებისმიერი ზომის და მაინც არ ჰქონდეს საკუთარი გრავიტაცია.

ეს, რა თქმა უნდა, არ ამოწურავს ჭიის ხვრელების "კონსტრუქციების" მთელ მრავალფეროვნებას და ზოგადი დასკვნა არის ის, რომ მათი თვისებების უჩვეულო ბუნებისა და ფუნდამენტური, მათ შორის ფილოსოფიური, ბუნების ყველა სირთულის გამო შეიძლება გამოიწვიოს, მათი შესაძლო არსებობა ღირს მოპყრობა სრული სერიოზულობით და სათანადო ყურადღებით.

არ არის გამორიცხული, მაგალითად, რომ დიდი ხვრელები არსებობდეს ვარსკვლავთშორის ან გალაქტიკურ სივრცეში, თუნდაც მხოლოდ ძალიან ბნელი ენერგიის კონცენტრაციის გამო, რომელიც აჩქარებს სამყაროს გაფართოებას.

კითხვებზე - როგორ შეიძლება ეძებონ მიწიერი დამკვირვებელი და არის თუ არა მათი აღმოჩენის გზა - ჯერ არ არსებობს ცალსახა პასუხი. შავი ხვრელებისგან განსხვავებით, ჭიის ხვრელებს შესაძლოა არც ჰქონდეთ შესამჩნევი ველიმიზიდულობა (შესაძლებელია მოგერიებაც) და, შესაბამისად, მათ სიახლოვეს არ უნდა ველოდოთ ვარსკვლავების ან ვარსკვლავთშორისი გაზისა და მტვრის შესამჩნევ კონცენტრაციას.

მაგრამ თუ ვივარაუდებთ, რომ მათ შეუძლიათ ერთმანეთისგან შორს მდებარე რეგიონების ან ეპოქების „მოკლე“, ვარსკვლავების რადიაციის გადატანა საკუთარ თავში, სავსებით შესაძლებელია ველოდოთ, რომ რომელიმე შორეული გალაქტიკა უჩვეულოდ ახლოს მოგეჩვენებათ.

სამყაროს გაფართოების გამო, რაც უფრო შორს არის გალაქტიკა, მით უფრო დიდია სპექტრის ცვლა (წითელი მხარისკენ) მისი გამოსხივება ჩვენამდე მოდის. მაგრამ ჭიის ხვრელში გადახედვისას შეიძლება არ იყოს წითელ გადაადგილება. ან იქნება, მაგრამ - სხვა. ზოგიერთი ამ ობიექტის დაკვირვება შესაძლებელია ერთდროულად ორი გზით - ხვრელის გავლით ან "ჩვეულებრივი" გზით, "ხვრელის გავლისას".

ამრიგად, კოსმოსური ჭიის ხვრელის ნიშანი შეიძლება იყოს შემდეგი: ორი ობიექტის დაკვირვება ძალიან მსგავსი თვისებები, ოღონდ სხვადასხვა ხილულ დისტანციებზე და სხვადასხვა წითელ ცვლილებებზე.

თუ ჭიის ხვრელები მაინც აღმოჩნდებიან (ან აშენდება), ფილოსოფიის სფერო, რომელიც მეცნიერების ინტერპრეტაციას ეხება, ახალი და, უნდა ითქვას, ძალიან რთული ამოცანების წინაშე აღმოჩნდება. და დროის მარყუჟების ყველა ერთი შეხედვით აბსურდულობისა და მიზეზობრიობასთან დაკავშირებული პრობლემების სირთულის მიუხედავად, მეცნიერების ეს სფერო, დიდი ალბათობით, ადრე თუ გვიან ამას როგორმე გაერკვევა. ისევე, როგორც ერთ დროს "დამუშავებული". კონცეპტუალური პრობლემები კვანტური მექანიკადა აინშტაინის ფარდობითობის თეორია...

კირილ ბრონნიკოვი, ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი

ფიზიკოსთა ჯგუფი გერმანიიდან და საბერძნეთიდან ზოგადი მითითებაბურკჰარდ კლეიჰაუსი იყო წარმოდგენილი პრინციპში ახალი სახეპრობლემას ჭიის ხვრელები. Ე. წ ჰიპოთეტური ობიექტები, სადაც არის სივრცისა და დროის გამრუდება.

ითვლება, რომ ეს არის გვირაბები, რომლებითაც შეგიძლიათ ერთ მომენტში სხვა სამყაროში გამგზავრება.

ჭიის ხვრელები, ან, როგორც მათ ასევე უწოდებენ, ჭიის ხვრელები, ცნობილია სამეცნიერო ფანტასტიკის ყველა მოყვარულისთვის, სადაც ეს ობიექტები აღწერილია ძალიან ნათლად და შთამბეჭდავად (თუმცა წიგნებში მათ უფრო ხშირად უწოდებენ ნულოვან სივრცეს). მათი წყალობით გმირებს შეუძლიათ გადაადგილება ერთი გალაქტიკიდან მეორეში მოკლე დრო. რაც შეეხება ნამდვილ ჭიის ხვრელებს, მათთან სიტუაცია გაცილებით რთულია. ჯერ კიდევ გაურკვეველია, არსებობენ თუ არა ისინი სინამდვილეში, თუ ეს ყველაფერი თეორიული ფიზიკოსების ველური ფანტაზიის შედეგია.

ტრადიციული შეხედულებების მიხედვით, ჭიის ხვრელები ჩვენი სამყაროს, უფრო სწორად, სივრცისა და დროის ზოგიერთი ჰიპოთეტური საკუთრებაა. აინშტაინ-როზენის ხიდის კონცეფციის თანახმად, ჩვენს სამყაროში ყოველ მომენტში შეიძლება გამოჩნდეს რამდენიმე გვირაბი, რომლითაც შეგიძლიათ თითქმის ერთდროულად (ანუ დროის დაკარგვის გარეშე) სივრცის ერთი წერტილიდან მეორეში გადასვლა.

როგორც ჩანს, ტელეპორტი მათი დახმარებით საკუთარი სიამოვნებისთვის! მაგრამ აქ არის უბედურება: ჯერ ერთი, ეს ჭიის ხვრელები ძალიან მცირეა (მხოლოდ ელემენტარულ ნაწილაკებს შეუძლიათ მათში ადვილად გადაადგილება) და მეორეც, ისინი არსებობენ უკიდურესად მოკლე დროში, წამის მემილიონედი. ამიტომაც უაღრესად რთულია მათი შესწავლა – აქამდე ჭიის ხვრელების ყველა მოდელი ექსპერიმენტულად არ დადასტურებულა.

მიუხედავად ამისა, მეცნიერებს ჯერ კიდევ აქვთ გარკვეული წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ რა შეიძლება იყოს ასეთი გვირაბის შიგნით (თუმცა, სამწუხაროდ, ასევე მხოლოდ თეორიულად). ითვლება, რომ იქ ყველაფერი გადატვირთულია ეგრეთ წოდებული ეგზოტიკური მატერიით (არ უნდა აგვერიოს ბნელ მატერიაში, ეს განსხვავებული საკითხებია). და ამ მატერიამ მიიღო თავისი მეტსახელი იმის გამო, რომ იგი შედგება ფუნდამენტურად განსხვავებული ელემენტარული ნაწილაკებისგან. და ამის გამო მასში ფიზიკური კანონების უმეტესობა არ არის დაცული - კერძოდ, ენერგიას შეიძლება ჰქონდეს უარყოფითი სიმკვრივე, მიზიდულობის ძალა არ იზიდავს, არამედ აცილებს ობიექტებს და ა.შ. ზოგადად, გვირაბის შიგნით ყველაფერი სრულიად განსხვავებულია ნორმალური ხალხი. მაგრამ ეს არის ზუსტად ეს არარეგულარული მატერია, რომელიც უზრუნველყოფს სასწაულებრივ გადასვლას ჭიის ხვრელში.

ფაქტობრივად, აინშტაინის ცნობილი ფარდობითობის ზოგადი თეორია ძალიან ერთგულია ჭიის ხვრელების არსებობის შესაძლებლობის მიმართ - ის არ უარყოფს ასეთი გვირაბების არსებობას (თუმცა არ ადასტურებს). ისე, რაც არ არის აკრძალული, მოგეხსენებათ, დასაშვებია. აქედან გამომდინარე, მრავალი ასტროფიზიკოსი გასული საუკუნის შუა პერიოდის შემდეგ აქტიურად ცდილობდა რაიმე მეტ-ნაკლებად სტაბილური ჭიის ხვრელის კვალის პოვნას.

სინამდვილეში, მათი ინტერესის გაგება შეიძლება - თუ აღმოჩნდება, რომ ასეთი გვირაბი პრინციპში შესაძლებელია, მაშინ მისი გავლით შორეულ სამყაროებში მოგზაურობა ძალიან გახდება. მარტივი საკითხი(რა თქმა უნდა, იმ პირობით, რომ ჭიის ხვრელი ახლოს იქნება მზის სისტემა). თუმცა, ამ ობიექტის ძიებას აფერხებს ის ფაქტი, რომ მეცნიერებს ჯერ კიდევ, ფაქტობრივად, არ წარმოუდგენიათ ზუსტად რა უნდა მოძებნონ. ფაქტობრივად, შეუძლებელია ამ ხვრელის პირდაპირ დანახვა, რადგან შავი ხვრელების მსგავსად ის იწოვს ყველაფერს (მათ შორის რადიაციას), მაგრამ არაფერს ათავისუფლებს. საჭიროა რამდენიმე არაპირდაპირი ნიშნებიმისი არსებობა, მაგრამ საკითხავია - რომელი?

და სულ ახლახან, ფიზიკოსთა ჯგუფმა გერმანიიდან და საბერძნეთიდან, ოლდენბურგის (გერმანია) უნივერსიტეტის ბურკჰარდ კლეიჰაუსის გენერალური ხელმძღვანელობით, ასტროფიზიკოსების ტანჯვის შემსუბუქების მიზნით, წარმოადგინა ფუნდამენტურად ახალი სახე ჭიის ხვრელების პრობლემაზე. მათი გადმოსახედიდან ეს გვირაბები მართლაც შეიძლება არსებობდეს სამყაროში და იყოს საკმაოდ სტაბილური ამავე დროს. და არ არსებობს ეგზოტიკური მატერია, Klayhouse ჯგუფის თანახმად, მათ შიგნით.

მეცნიერები თვლიან, რომ ჭიის ხვრელების გაჩენა გამოწვეული იყო ადრეული სამყაროს თანდაყოლილი კვანტური რყევებით, თითქმის მაშინვე დიდი აფეთქების შემდეგ და წარმოშვა ეგრეთ წოდებული კვანტური ქაფი. ამას შეგახსენებთ კვანტური ქაფი- ეს არის ერთგვარი პირობითი კონცეფცია, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც სუბატომური სივრცე-დროის ტურბულენტობის თვისებრივი აღწერა ძალიან მცირე დისტანციებზე (პლანკის სიგრძის რიგის, ანუ მანძილი 10 -33 სმ).

ფიგურალურად რომ ვთქვათ, კვანტური ქაფი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად: წარმოიდგინეთ, რომ სადღაც ძალიან მოკლე დროში, სივრცის ძალიან მცირე რაიონებში, ენერგია საკმარისია სივრცის ამ ნაწილის შავ ხვრელად გადაქცევისთვის სპონტანურად. და ეს ენერგია ჩნდება არა მხოლოდ არსად, არამედ ნაწილაკების ანტინაწილაკებთან შეჯახების და მათი ურთიერთ განადგურების შედეგად. შემდეგ კი ჩვენს თვალწინ იქნება ერთგვარი დუღილის ქვაბი, რომელშიც შავი ხვრელები განუწყვეტლივ ჩნდება და მაშინვე ქრება.

ასე რომ, კვლევის ავტორების აზრით, დიდი აფეთქების შემდეგ ჩვენი სამყარო მთლიანად კვანტური ქაფი იყო.. და გაჩნდა მასში ყოველ წამს არა მხოლოდ შავი ხვრელები, არამედ ჭიის ხვრელებიც. შემდეგ კი სამყაროს ინფლაციამ (ანუ გაფართოებამ) არა მხოლოდ უნდა გაზარდოს იგი უზარმაზარ ზომამდე, არამედ მკვეთრად გაზარდოს ხვრელები და გახადოს ისინი სტაბილური. იმდენად, რომ შესაძლებელი გახდა მათში საკმაოდ დიდი სხეულების შეღწევაც კი.

მართალია, აქ არის ერთი ნაკლი. ფაქტია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ დიდ სხეულებს, ამ მოდელის მიხედვით, შეუძლიათ ჭიის ხვრელში შესვლა, გრავიტაციული გავლენამათზე შესასვლელში უნდა იყოს ძალიან პატარა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ისინი უბრალოდ დაიშლება. მაგრამ თუ სივრცე-დროის გამრუდება შესასვლელთან არის „გლუვი“, მაშინ მასში თვით მოგზაურობა არ შეიძლება იყოს მყისიერი. მას, მკვლევარების გამოთვლებით, დასჭირდება ათობით ან თუნდაც ასობით სინათლის წელიწადი, რადგან ჭიის ხვრელიდან გასასვლელი ხელმისაწვდომია. დიდი სხეული, განთავსდება შესასვლელიდან საკმაოდ მოშორებით.

მკვლევარები თვლიან, რომ სამყაროში ამ ობიექტების პოვნა, მართალია ადვილი არ არის, მაგრამ მაინც შესაძლებელია. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი შავ ხვრელებს ჰგვანან, მაინც არის განსხვავებები. მაგალითად, შავ ხვრელში გაზი, რომელიც მოვლენის ჰორიზონტის მიღმა მოდის, მაშინვე წყვეტს გამოსხივებას რენტგენი, და ის, ვინც ჭიის ხვრელში ჩავარდა (რომელსაც მოვლენის ჰორიზონტი არ აქვს) აგრძელებს ასე. სხვათა შორის, გაზის ეს ქცევა ცოტა ხნის წინ ჰაბლმა დააფიქსირა Sagittarius A* ობიექტის სიახლოვეს, რომელიც ტრადიციულად მასიურ შავ ხვრელად ითვლება. მაგრამ თუ ვიმსჯელებთ გაზის ქცევით, ეს შეიძლება იყოს სტაბილური ჭიის ხვრელი.

Klayhouse ჯგუფის კონცეფციის მიხედვით, შეიძლება არსებობდეს სხვა ნიშნები, რომლებიც მიუთითებენ ჭიის ხვრელების არსებობაზე. თეორიულად, შეიძლება ვივარაუდოთ სიტუაცია, როდესაც ასტრონომები პირდაპირ შენიშნავენ ჭიის ხვრელის უკან სურათის არაადეკვატურობას, თუ ტელესკოპი შემთხვევით გადაიქცევა ვარსკვლავური ცის თავის სექტორად. ამ შემთხვევაში, ის აჩვენებს სურათს ათობით ან ასობით სინათლის წლის მოშორებით, რომელიც ასტრონომებს ადვილად შეუძლიათ განასხვავონ იმისგან, რაც რეალურად უნდა იყოს ამ ადგილას. ვარსკვლავის გრავიტაციას (თუ ის ჭიის ხვრელის მეორე მხარესაა) შეუძლია ასევე დაამახინჯოს ჭიის ხვრელის მახლობლად გამავალი შორეული ვარსკვლავების შუქი.

აღსანიშნავია, რომ ბერძნული და გერმანელი ფიზიკოსებიმიუხედავად იმისა, რომ ეს წმინდა თეორიულია, ძალიან მნიშვნელოვანია ასტრონომებისთვის. ის პირველად სისტემატიზებს ყველაფერს შესაძლო ნიშნებიჭიის ხვრელები, რომლებიც შეიძლება შეინიშნოს. ასე რომ, მისი ხელმძღვანელობით, ამ გვირაბების აღმოჩენა შესაძლებელია. ანუ, ახლა მეცნიერებმა იციან ზუსტად რა უნდა მოძებნონ.

თუმცა, მეორე მხრივ, თუ Klayhouse ჯგუფის მოდელი მართალია, კაცობრიობისთვის ჭიის ხვრელის ღირებულება მკვეთრად მცირდება. ყოველივე ამის შემდეგ, ისინი არ უზრუნველყოფენ ერთჯერად გადასვლას სხვა სამყაროებზე. თუმცა, რა თქმა უნდა, მათი თვისებები ჯერ კიდევ უნდა იყოს შესწავლილი - უცებ ისინი გამოგადგებათ სხვა რამეში ...