Ang teksto ng trabaho ay inilalagay nang walang mga imahe at mga formula.
Ang buong bersyon ng trabaho ay magagamit sa tab na "Mga File ng Trabaho" sa format na PDF

Panimula

Ang mga nobelang pantasya ay naglalarawan ng buong mga network ng transportasyon na nagkokonekta sa mga sistema ng bituin at mga makasaysayang panahon, ang tinatawag na mga portal, mga time machine. Ngunit ang mas nakakagulat ay ang katotohanan na ang mga time machine at tunnel sa kalawakan ay medyo seryoso, bilang hypothetically posible, aktibong tinalakay hindi lamang sa mga artikulo sa teoretikal na pisika, sa mga pahina ng mga kagalang-galang na publikasyong pang-agham, kundi pati na rin sa media. Mayroong maraming mga ulat tungkol sa pagtuklas ng mga siyentipiko ng ilang hypothetical na bagay na tinatawag na "wormhole".

Ang pagpili ng materyal para sa NPC sa paksang "Black Holes", nakita namin ang konsepto ng "Wormholes". Ang paksang ito ay interesado sa amin, at gumawa kami ng paghahambing sa pagitan nila.

Layunin: Comparative analysis ng black holes at wormhole.

Mga gawain: 1. Mangolekta ng materyal tungkol sa mga black hole at wormhole;

2. Gumawa ng detalyadong pagsusuri sa impormasyong natanggap;

3. Paghambingin ang mga black hole at wormhole;

4. Gumawa ng pelikulang pang-edukasyon para sa mga mag-aaral.

Hypothesis: Posible ba ang space-time travel dahil sa mga wormhole.

Layunin ng pag-aaral: panitikan at iba pang mapagkukunan tungkol sa mga wormhole at black hole.

Paksa ng pag-aaral: bersyon ng pagkakaroon ng mga wormhole.

Paraan: pag-aaral ng panitikan; paggamit ng mga mapagkukunan ng Internet.

Praktikal na kahalagahan ng gawaing ito ay ang paggamit ng mga nakolektang materyal para sa mga layuning pang-edukasyon sa mga aralin sa pisika at sa mga ekstrakurikular na aktibidad sa paksang ito.

Sa ipinakita na gawain, ginamit ang mga materyales ng mga artikulong pang-agham, periodical, mga mapagkukunan sa Internet.

Kabanata 1. Kaligirang pangkasaysayan

Noong 1935, iminungkahi ng mga physicist na sina Albert Einstein at Nathan Rosen, gamit ang pangkalahatang teorya ng relativity, na mayroong mga espesyal na "tulay" sa espasyo-panahon sa uniberso. Ang mga landas na ito, na tinatawag na Einstein-Rosen bridges (o wormhole), ay nag-uugnay sa dalawang ganap na magkaibang mga punto sa spacetime sa pamamagitan ng teoretikal na paglikha ng isang warp sa espasyo na nagpapaikli sa paglalakbay mula sa isang punto patungo sa isa pa.

Sa teoryang, ang isang wormhole ay binubuo ng dalawang pasukan at isang leeg (iyon ay, ang parehong tunel). Ang mga pasukan sa mga wormhole ay spheroidal ang hugis, at ang leeg ay maaaring alinman sa isang tuwid na bahagi ng espasyo o isang spiral.

Sa loob ng mahabang panahon, ang gawaing ito ay hindi nakapukaw ng maraming interes sa mga astrophysicist. Ngunit noong 1990s, nagsimulang bumalik ang interes sa naturang mga bagay. Una sa lahat, ang pagbabalik ng interes ay nauugnay sa pagtuklas ng madilim na enerhiya sa kosmolohiya.

Ang terminong Ingles na nag-ugat para sa "wormhole" mula noong 90s ay naging "wormhole" (wormhole), ngunit ang unang nagmungkahi ng terminong ito noong 1957 ay ang mga American astrophysicist na sina Mizner at Wheeler. Sa Russian, ang "wormhole" ay isinalin bilang "worm hole". Ang terminong ito ay hindi nagustuhan ng maraming astrophysicist na nagsasalita ng Ruso, at noong 2004 napagpasyahan na bumoto sa iba't ibang mga iminungkahing termino para sa mga naturang bagay. Kabilang sa mga iminungkahing termino ay tulad ng: "wormhole", "wormhole", "wormhole", "bridge", "wormhole", "tunnel", atbp. Ang mga astrophysicist na nagsasalita ng Ruso na may mga publikasyong pang-agham sa paksang ito ay lumahok sa pagboto. Bilang resulta ng boto na ito, nanalo ang terminong "wormhole".

Sa pisika, ang konsepto ng mga wormhole ay lumitaw noong 1916, isang taon lamang pagkatapos mailathala ni Einstein ang kanyang mahusay na gawain, ang pangkalahatang teorya ng relativity. Ang physicist na si Karl Schwarzschild, na naglilingkod noon sa hukbo ng Kaiser, ay natagpuan ang eksaktong solusyon ng mga equation ni Einstein para sa kaso ng isang nakahiwalay na point star. Malayo sa isang bituin, ang gravitational field nito ay halos kapareho ng sa ordinaryong bituin; Ginamit pa ni Einstein ang solusyon ni Schwarzschild upang kalkulahin ang pagpapalihis ng liwanag sa paligid ng isang bituin. Ang resulta ng Schwarzschild ay nagkaroon ng agaran at napakalakas na epekto sa lahat ng sangay ng astronomiya, at ngayon ay isa pa rin ito sa mga pinakatanyag na solusyon sa mga equation ni Einstein. Ilang henerasyon ng mga physicist ang gumamit ng gravitational field ng hypothetical point star na ito bilang isang tinatayang expression para sa field sa paligid ng isang tunay na bituin na may finite diameter. Ngunit kung seryoso nating isaalang-alang ang solusyon sa puntong ito, pagkatapos ay sa gitna nito ay bigla tayong makakatagpo ng isang napakapangit na puntong bagay na namangha at nabigla sa mga physicist sa halos isang siglo - isang black hole.

Kabanata 2

2.1. Butas ng nunal

Ang wormhole ay isang dapat na tampok ng space-time, na kumakatawan sa anumang sandali ng oras ng isang "tunnel" sa kalawakan.

Ang lugar na malapit sa pinakamakipot na seksyon ng molehill ay tinatawag na "lalamunan". May mga madadaanan at hindi madaanan na mga molehill. Kasama sa huli ang mga tunnel na masyadong mabilis na gumuho (nawasak) para sa isang tagamasid o signal na makapunta mula sa isang pasukan patungo sa isa pa.

Ang sagot ay nakasalalay sa katotohanan na, ayon sa teorya ng grabidad ni Einstein - ang pangkalahatang teorya ng relativity (GR), ang apat na dimensyon na espasyo-oras kung saan tayo nakatira ay kurbado, at ang gravity, pamilyar sa lahat, ay isang pagpapakita ng gayong kurbada. Ang bagay ay "baluktot", pinapawi ang espasyo sa paligid nito, at kung mas siksik ito, mas malakas ang kurbada.

Isa sa mga tirahan ng "wormhole" ay ang mga sentro ng mga kalawakan. Ngunit narito ang pangunahing bagay ay hindi malito ang mga ito sa mga itim na butas, malalaking bagay na matatagpuan din sa gitna ng mga kalawakan. Ang kanilang masa ay bilyun-bilyon ng ating mga Araw. Kasabay nito, ang mga black hole ay may malakas na puwersa ng pang-akit. Napakalaki nito na kahit liwanag ay hindi makatakas mula doon, kaya imposibleng makita ang mga ito gamit ang isang ordinaryong teleskopyo. Napakalaki din ng gravitational force ng wormhole, ngunit kung titingnan mo ang loob ng wormhole, makikita mo ang liwanag ng nakaraan.

Ang mga wormhole kung saan maaaring dumaan ang liwanag at iba pang bagay sa magkabilang direksyon ay tinatawag na traversable wormhole. Mayroon ding mga hindi maarok na wormhole. Ito ang mga bagay na sa panlabas (sa bawat pasukan) ay, kumbaga, isang black hole, ngunit sa loob ng naturang black hole ay walang singularity (isang singularity sa physics ay isang walang katapusang density ng bagay na sumisira at sumisira sa anumang bagay. na pumapasok dito). Bukod dito, ang pag-aari ng singularity ay obligado para sa mga ordinaryong black hole. At ang itim na butas mismo ay tinutukoy ng pagkakaroon ng ibabaw nito (globo), mula sa ilalim kung saan kahit na ang liwanag ay hindi makatakas. Ang nasabing ibabaw ay tinatawag na black hole horizon (o event horizon).

Kaya, ang bagay ay maaaring makapasok sa loob ng isang hindi malalampasan na wormhole, ngunit hindi na makakalabas dito (halos katulad ng pag-aari ng isang black hole). Maaaring mayroon ding mga semi-passable na wormhole, kung saan ang bagay o liwanag ay maaaring dumaan sa wormhole lamang sa isang direksyon, ngunit hindi makakadaan sa kabilang direksyon.

Ang mga tampok ng wormhole ay ang mga sumusunod na katangian:

Ang isang wormhole ay dapat magkonekta ng dalawang hindi hubog na rehiyon ng espasyo. Ang junction ay tinatawag na wormhole, at ang gitnang seksyon nito ay ang leeg ng wormhole. Ang espasyo malapit sa leeg ng wormhole ay medyo malakas na hubog.

Maaaring ikonekta ng wormhole ang alinman sa dalawang magkaibang uniberso, o ang parehong uniberso sa magkaibang bahagi. Sa huling kaso, ang distansya sa pamamagitan ng wormhole ay maaaring mas maikli kaysa sa distansya sa pagitan ng mga pasukan na sinusukat mula sa labas.

Ang mga konsepto ng oras at distansya sa isang hubog na espasyo-oras ay tumigil sa pagiging ganap na mga halaga, i.e. tulad ng hindi namin malay na laging nakasanayan na isaalang-alang ang mga ito.

Ang pag-aaral ng mga modelo ng wormhole ay nagpapakita na ang kakaibang bagay ay kinakailangan para sa kanilang matatag na pag-iral sa loob ng balangkas ng teorya ng relativity ni Einstein. Kung minsan ang naturang bagay ay tinatawag ding phantom matter. Para sa matatag na pag-iral ng isang wormhole, sapat na ang isang arbitraryong maliit na halaga ng phantom matter - sabihin, 1 milligram lamang (o baka mas kaunti pa). Sa kasong ito, ang natitirang bahagi ng bagay na sumusuporta sa wormhole ay dapat matugunan ang kondisyon: ang kabuuan ng density ng enerhiya at presyon ay zero. At wala nang kakaiba dito: kahit na ang pinaka-ordinaryong electric o magnetic field ay nakakatugon sa kondisyong ito. Ito ay eksakto kung ano ang kinakailangan para sa pagkakaroon ng isang wormhole na may arbitraryong maliit na karagdagan ng phantom matter.

2.2. Black hole

Ang black hole ay isang rehiyon sa space-time. Ang gravitational attraction ay napakalakas na kahit na ang mga bagay na gumagalaw sa bilis ng liwanag, kabilang ang quanta ng liwanag mismo, ay hindi maaaring umalis dito. Ang hangganan ng rehiyong ito ay tinatawag na event horizon.

Sa teorya, ang posibilidad ng pagkakaroon ng mga naturang rehiyon ng espasyo-oras ay sumusunod sa ilang eksaktong solusyon ng mga equation ng Einstein. Ang una ay nakuha ni Karl Schwarzschild noong 1915. Ang eksaktong imbentor ng termino ay hindi alam, ngunit ang pagtatalaga mismo ay pinasikat ni John Archibald Wheeler at unang ginamit sa publiko sa sikat na lecture na "Our Universe: Known and Unknown". Noong nakaraan, ang mga naturang astrophysical na bagay ay tinatawag na "collapsed star" o "collapsars", pati na rin ang "frozen star".

Mayroong apat na senaryo para sa pagbuo ng mga black hole:

dalawang makatotohanan:

gravitational collapse (compression) ng isang sapat na napakalaking bituin;

pagbagsak ng gitnang bahagi ng kalawakan o protogalactic gas;

at dalawang hypotheses:

ang pagbuo ng mga black hole kaagad pagkatapos ng Big Bang (primordial black holes);

ang paglitaw ng mataas na enerhiya sa mga reaksyong nuklear.

Ang mga kondisyon kung saan ang pangwakas na estado ng ebolusyon ng isang bituin ay isang black hole ay hindi pa napag-aralan nang mabuti, dahil para dito kinakailangan na malaman ang pag-uugali at estado ng bagay sa napakataas na densidad na hindi naa-access sa eksperimentong pag-aaral.

Ang banggaan ng mga itim na butas sa iba pang mga bituin, pati na rin ang banggaan ng mga neutron na bituin, na nagiging sanhi ng pagbuo ng isang itim na butas, ay humahantong sa malakas na gravitational radiation, na, tulad ng inaasahan, ay maaaring makita sa mga darating na taon sa tulong ng gravitational telescope. . Sa kasalukuyan, may mga ulat ng mga banggaan sa hanay ng X-ray.

Noong Agosto 25, 2011, lumitaw ang isang mensahe na sa kauna-unahang pagkakataon sa kasaysayan ng agham, isang grupo ng mga Japanese at American na espesyalista ang nagawa noong Marso 2011 na itala ang sandali ng pagkamatay ng isang bituin na hinihigop ng isang black hole. .

Ang mga mananaliksik ng black hole ay nakikilala sa pagitan ng mga primordial black hole at mga quantum. Ang mga primordial black hole ay kasalukuyang may status ng hypothesis. Kung sa mga unang sandali ng buhay ng Uniberso ay may sapat na mga paglihis mula sa homogeneity ng gravitational field at ang density ng bagay, kung gayon ang mga itim na butas ay maaaring mabuo mula sa kanila sa pamamagitan ng pagbagsak. Kasabay nito, ang kanilang masa ay hindi limitado mula sa ibaba, tulad ng sa kaso ng stellar collapse - ang kanilang masa ay maaaring medyo maliit. Ang pagtuklas ng primordial black hole ay partikular na interes kaugnay ng posibilidad ng pag-aaral ng phenomenon ng black hole evaporation. Bilang resulta ng mga reaksyong nuklear, maaaring lumitaw ang matatag na microscopic black hole, ang tinatawag na quantum black holes. Para sa isang mathematical na paglalarawan ng mga naturang bagay, isang quantum theory of gravity ang kailangan.

Konklusyon

Kung ang isang wormhole ay hindi malalampasan, kung gayon sa panlabas ay halos imposible na makilala ito mula sa isang itim na butas. Sa ngayon, ang teorya ng pisika ng mga wormhole at black hole ay isang purong teoretikal na agham. Ang mga wormhole ay mga topological na tampok ng space-time, na inilarawan sa balangkas ng espesyal na teorya ng relativity ni Einstein noong 1935.

Ang pangkalahatang teorya ng relativity sa matematika ay nagpapatunay sa posibilidad ng pagkakaroon ng mga wormhole, ngunit hanggang ngayon wala pa sa kanila ang natuklasan ng tao. Ang kahirapan sa pagtuklas nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang diumano'y malaking masa ng mga wormhole at gravitational effect ay sumisipsip lamang ng liwanag at pinipigilan itong maipakita.

Matapos suriin ang lahat ng impormasyong natagpuan, nalaman namin kung paano naiiba ang mga wormhole sa mga black hole at napagpasyahan na ang mundo ng kalawakan ay napakakaunting pinag-aralan, at ang sangkatauhan ay nasa bingit ng mga bagong tuklas at pagkakataon.

Sa batayan ng pananaliksik na ginawa, isang pelikulang pang-edukasyon na "Wormhole and Black Holes" ang nilikha, na ginagamit sa mga aralin sa astronomiya.

Listahan ng mga ginamit na mapagkukunan at literatura

Bronnikov, K. Tulay sa pagitan ng mga mundo / K. Bronnikov [Electronic na mapagkukunan] // Sa buong mundo. 2004. Mayo. - Access mode // http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/355/ (09/18/2017).

Wikipedia. Libreng Encyclopedia [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_% D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%B0 (09/30/2017);

https://en.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0 %B0 (09/30/2017).

Zima, K. "Wormhole" - ang koridor ng oras / K. Zima // Vesti.ru [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://www.vesti.ru/doc.html?id=628114 (20.09.2017).

Mga Wormhole at Black Hole [Electronic na mapagkukunan]. - Access Mode // http://ru.itera.wikia.com/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0% B5_%D0%BD%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D0%B8_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B4% D1%8B%D1%80%D1%8B (09/30/2017).

Mga wormhole. Popular Science kasama si Anna Urmantseva [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://www.youtube.com/watch?v=BPA87TDsQ0A (09/25/2017).

Mga wormhole ng espasyo. [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://www.youtube.com/watch?v=-HEBhWny2EU (09/25/2017).

Lebedev, V. Lalaki sa isang wormhole (review) / V. Lebedev // Lebed. Malayang almanac. [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://lebed.com/2016/art6871.htm (09/30/2017).

Sa pamamagitan ng isang wormhole, May katapusan ba ang sansinukob. [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // https://donetskua.io.ua/v(25.09.2017).

Black hole [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://ru-wiki.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B% D1%80%D0%B0 (09/30/2017).

Mga itim na butas. Universe [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // https://my.mail.ru/bk/lotos5656/video/_myvideo/25.html (09/25/2017).

Ano ang wormhole. Pulp [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://hi-news.ru/research-development/chtivo-chto-takoe-krotovaya-nora.html (09/18/2017).

Shatsky, A. Wormholes: ano ito - isang alamat, isang gate sa ibang mga mundo o isang abstraction sa matematika? [Electronic na mapagkukunan]. - Access mode // http://www.znanie-sila.su/?issue=zsrf/issue_121.html&r=1 (09/18/2017).

Encyclopedia para sa mga bata. T. 8. Astronomy [Text] / Kabanata. ed. M. Aksenova; paraan. ed. V. Volodin, A. Eliovich. - M.: Avanta, 2004. S. 412-413, 430-431, 619-620.

Ang agham

Ang kamakailang inilabas na visually immersive na pelikulang "Interstellar" ay batay sa mga tunay na siyentipikong konsepto tulad ng umiikot na mga black hole, wormhole at ang paglawak ng oras.

Ngunit kung hindi ka pamilyar sa mga konseptong ito, maaaring medyo malito ka habang nanonood.

Sa pelikula, isang pangkat ng mga explorer sa kalawakan ang pumunta extragalactic na paglalakbay sa pamamagitan ng isang wormhole. Sa kabilang panig, pumapasok sila sa ibang solar system na may umiikot na black hole sa halip na isang bituin.

Nasa karera sila na may espasyo at oras para tapusin ang kanilang misyon. Ang ganitong paglalakbay sa kalawakan ay maaaring mukhang medyo nakalilito, ngunit ito ay batay sa mga pangunahing prinsipyo ng pisika.

Narito ang mga pangunahing 5 konsepto ng pisika kung ano ang kailangan mong malaman upang maunawaan ang "Interstellar":

artipisyal na gravity

Ang pinakamalaking problemang kinakaharap nating mga tao sa pangmatagalang paglalakbay sa kalawakan ay kawalan ng timbang. Ipinanganak tayo sa Earth, at ang ating katawan ay umangkop sa ilang mga kundisyon ng gravitational, ngunit kapag tayo ay nasa kalawakan ng mahabang panahon, ang ating mga kalamnan ay nagsisimulang manghina.

Ang mga karakter sa pelikulang "Interstellar" ay nahaharap din sa problemang ito.

Upang harapin ito, lumikha ang mga siyentipiko artificial gravity sa mga spaceship. Ang isang paraan upang gawin ito ay ang paikutin ang sasakyang pangalangaang tulad ng sa pelikula. Ang pag-ikot ay lumilikha ng isang sentripugal na puwersa na nagtutulak ng mga bagay patungo sa mga panlabas na dingding ng barko. Ang pagtanggi na ito ay katulad ng gravity, sa kabilang direksyon lamang.

Ang form na ito ng artificial gravity ay ang nararanasan mo kapag nagmamaneho ka sa paligid ng isang maliit na radius curve at pakiramdam mo ay itinutulak ka palabas, palayo sa gitnang punto ng curve. Sa isang umiikot na sasakyang pangalangaang, ang mga dingding ay nagiging sahig para sa iyo.

Isang umiikot na black hole sa kalawakan

Ang mga astronomo, kahit na hindi direkta, ay nagmamasid sa ating uniberso umiikot na black hole. Walang nakakaalam kung ano ang nasa gitna ng isang black hole, ngunit may pangalan ang mga siyentipiko para dito -singularidad .

Ang mga umiikot na black hole ay nag-warp sa espasyo sa kanilang paligid nang iba kaysa sa mga nakatigil na black hole.

Ang proseso ng pagbaluktot na ito ay tinatawag na "inertial frame drag" o ang Lense-Thirring effect, at nakakaapekto ito sa magiging hitsura ng black hole sa pamamagitan ng pagbaluktot sa espasyo, at higit sa lahat ang spacetime sa paligid nito. Tama na ang black hole na nakikita mo sa pelikulanapakalapit sa konseptong siyentipiko.

• Ang Spaceship Endurance ay patungo sa Gargantua - kathang-isip na supermassive black hole 100 milyong beses ang masa ng Araw.
• Ito ay nasa 10 bilyong light-years mula sa Earth at may ilang planeta na umiikot dito. Ang Gargantua ay umiikot sa kahanga-hangang 99.8 porsiyento ng bilis ng liwanag.
• Ang accretion disk ng Garagantua ay naglalaman ng gas at alikabok sa temperatura ng ibabaw ng Araw. Ang disk ay nagbibigay sa mga planeta ng Gargantua ng liwanag at init.

Ang kumplikadong hitsura ng black hole sa pelikula ay dahil sa ang katunayan na ang imahe ng accretion disk ay bingkong ng gravitational lensing. Lumilitaw ang dalawang arko sa larawan: ang isa ay nabuo sa itaas ng black hole, at ang isa sa ibaba nito.

Butas ng nunal

Ang wormhole o wormhole na ginamit ng crew sa Interstellar ay isa sa mga phenomena sa pelikula. na ang pagkakaroon ay hindi pa napatunayan. Ito ay hypothetical, ngunit napaka-maginhawa sa mga plot ng mga kwento ng science fiction, kung saan kailangan mong pagtagumpayan ang isang malaking distansya ng espasyo.

Ang mga wormhole ay isang uri lamang ng pinakamaikling landas sa kalawakan. Ang anumang bagay na may mass ay lumilikha ng isang butas sa espasyo, na nangangahulugan na ang espasyo ay maaaring iunat, deformed, at kahit na nakatiklop.

Ang isang wormhole ay tulad ng isang fold sa tela ng espasyo (at oras) na nag-uugnay sa dalawang napakalayo na rehiyon, na tumutulong sa mga manlalakbay sa kalawakan. maglakbay ng malayo sa loob ng maikling panahon.

Ang opisyal na pangalan para sa isang wormhole ay "Einstein-Rosen Bridge" dahil ito ay unang iminungkahi ni Albert Einstein at ng kanyang kasamahan na si Nathan Rosen noong 1935.

• Sa 2D diagram, ang bibig ng isang wormhole ay ipinapakita bilang isang bilog. Gayunpaman, kung makakakita tayo ng wormhole, magmumukha itong sphere.
• Sa ibabaw ng globo, makikita ang isang gravitationally distorted view ng espasyo mula sa kabilang panig ng "burrow".
• Ang mga sukat ng wormhole sa pelikula ay 2 km ang lapad at ang distansya ng paglipat ay 10 bilyong light years.

Gravitational time dilation

Ang gravitational time dilation ay isang tunay na phenomenon na naobserbahan sa Earth. Ito ay lumitaw dahil oras na may kinalaman. Ibig sabihin, iba ang daloy nito para sa iba't ibang coordinate system.

Kapag ikaw ay nasa isang malakas na kapaligiran ng gravitational, mas mabagal ang paglipas ng oras para sa iyo kumpara sa mga tao sa mahinang kapaligiran ng gravitational.

Pinag-aaralan ng sangkatauhan ang mundo sa kanyang sarili sa isang walang katulad na bilis, ang teknolohiya ay hindi tumitigil, at ang mga siyentipiko na may lakas at pangunahing araro ang mundo sa paligid na may matalas na pag-iisip. Walang alinlangan, ang espasyo ay maaaring ituring na pinaka misteryoso at hindi gaanong pinag-aralan na lugar. Ito ay isang mundong puno ng mga misteryo na hindi mauunawaan nang hindi gumagamit ng mga teorya at pantasya. Isang mundo ng mga lihim na lampas sa ating pagkakaintindi.

Ang kalawakan ay misteryoso. Iniingatan niya nang mabuti ang kanyang mga lihim, itinatago ang mga ito sa ilalim ng tabing ng kaalaman na hindi naa-access ng isip ng tao. Masyado pa ring walang magawa ang sangkatauhan para sakupin ang Cosmos, tulad ng nasakop na mundo ng Biology o Chemistry. Ang lahat na magagamit pa rin sa tao ay mga teorya, kung saan mayroong hindi mabilang.

Isa sa mga pinakadakilang misteryo ng Uniberso ay Wormholes.

Mga wormhole sa kalawakan

Kaya, ang Wormhole ("Bridge", "Wormhole") ay isang tampok ng pakikipag-ugnayan ng dalawang pangunahing bahagi ng uniberso - espasyo at oras, at sa partikular - ang kanilang kurbada.

[Sa unang pagkakataon ang konsepto ng "Wormhole" sa physics ay ipinakilala ni John Wheeler, ang may-akda ng teorya ng "charge without charge"]

Ang kakaibang kurbada ng dalawang sangkap na ito ay ginagawang posible na malampasan ang malalaking distansya nang hindi gumugugol ng napakalaking tagal ng oras. Upang mas mahusay na maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang kababalaghan, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala kay Alice mula sa Through the Looking Glass. Ginampanan ng salamin ng batang babae ang papel ng tinatawag na Wormhole: Magagawa ni Alice, sa pamamagitan lamang ng pagpindot sa salamin, agad na mahanap ang sarili sa ibang lugar (at kung isasaalang-alang natin ang sukat ng espasyo, sa ibang uniberso).

Ang ideya ng pagkakaroon ng Wormholes ay hindi lamang isang kakaibang imbensyon ng mga manunulat ng science fiction. Noong 1935, si Albert Einstein ay naging co-author ng mga gawa na nagpapatunay sa tinatawag na "tulay" na posible. Bagama't pinahihintulutan ito ng Theory of Relativity, hindi pa natutuklasan ng mga astronomo ang isang Wormhole (isa pang pangalan para sa Wormhole).

Ang pangunahing problema sa pagtuklas ay, ayon sa likas na katangian nito, ang Wormhole ay talagang sinisipsip ang lahat sa sarili nito, kabilang ang radiation. At hindi ito nagpapalabas ng kahit ano. Ang tanging makapagsasabi sa lokasyon ng "tulay" ay ang gas, na kapag ito ay pumasok sa Wormhole, ay patuloy na naglalabas ng X-ray, hindi katulad kapag ito ay pumasok sa Black Hole. Ang isang katulad na pag-uugali ng gas ay natuklasan kamakailan sa isang partikular na bagay na Sagittarius A, na humahantong sa mga siyentipiko na isipin ang tungkol sa pagkakaroon ng isang Wormhole sa paligid nito.

Kaya posible bang maglakbay sa mga wormhole? Sa katunayan, mayroong higit na pantasya kaysa sa katotohanan. Kahit na ayon sa teorya ay pinahihintulutan na matuklasan ang Wormhole sa lalong madaling panahon, ang modernong agham ay haharap sa maraming problema na hindi pa nito kaya.

Ang unang bato sa daan patungo sa pagbuo ng Wormhole ay ang laki nito. Ayon sa mga teorista, ang mga unang butas ay mas mababa sa isang metro ang laki. At tanging, umaasa sa teorya ng lumalawak na uniberso, maaari itong ipalagay na ang mga Wormholes ay tumaas kasama ng uniberso. Ibig sabihin, lumalaki pa rin sila.

Ang pangalawang problema sa landas ng agham ay ang kawalang-tatag ng mga wormhole. Ang kakayahan ng "tulay" na gumuho, iyon ay, "slam" ay nagpapawalang-bisa sa posibilidad na gamitin o pag-aralan ito. Sa katunayan, ang habang-buhay ng isang Wormhole ay maaaring ikasampu ng isang segundo.

Kaya ano ang mangyayari kung itatapon natin ang lahat ng "mga bato" at isipin na ang isang tao ay gumawa ng isang daanan sa pamamagitan ng Wormhole. Sa kabila ng fiction na nagsasabi tungkol sa posibleng pagbabalik sa nakaraan, imposible pa rin ito. Ang oras ay hindi na maibabalik. Ito ay gumagalaw sa isang direksyon lamang at hindi na maaaring bumalik. Iyon ay, "nakikita ang iyong sarili na bata" (tulad ng, halimbawa, ang bayani ng pelikulang "Interstellar") ay hindi gagana. Ang pagbabantay sa sitwasyong ito ay ang teorya ng causality, hindi matitinag at pundamental. Ang paglipat ng "sarili" sa nakaraan ay nagpapahiwatig ng posibilidad para sa bayani ng paglalakbay na baguhin ito (ang nakaraan). Halimbawa, upang patayin ang iyong sarili, kaya pinipigilan ang iyong sarili mula sa paglalakbay sa nakaraan. Nangangahulugan ito na hindi posible na maging sa hinaharap, kung saan nagmula ang bayani.

Sa kalawakan mayroong maraming mga kagiliw-giliw na bagay na hindi pa rin maintindihan ng mga tao. Alam natin ang teorya tungkol sa mga black hole at alam din natin kung nasaan sila. Gayunpaman, mas interesado ang mga wormhole, sa tulong ng kung aling mga character ng pelikula ang gumagalaw sa uniberso sa ilang segundo. Paano gumagana ang mga tunnel na ito at bakit mas mabuti para sa isang tao na huwag umakyat sa kanila?

Susunod na balita

Ang mga pelikulang Star Trek, Doctor Who at ang Marvel Universe ay may isang bagay na karaniwan: paglalakbay sa kalawakan sa napakabilis. Kung ngayon ay tumatagal ng hindi bababa sa pitong buwan upang lumipad sa Mars, kung gayon sa mundo ng pantasiya magagawa ito sa isang segundo. Ang high-speed na paglalakbay ay isinasagawa gamit ang tinatawag na wormhole (wormhole) - ito ay isang hypothetical na tampok ng space-time, na isang "tunnel" sa kalawakan sa bawat sandali ng oras. Upang maunawaan ang prinsipyo ng "burrow", kailangan lamang tandaan ng isa si Alice mula sa "Through the Looking Glass". Doon, isang salamin ang gumanap bilang isang wormhole: Si Alice ay maaaring nasa ibang lugar kaagad, sa pamamagitan lamang ng paghawak dito.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita kung paano gumagana ang lagusan. Sa mga pelikula, ito ay nangyayari tulad nito: ang mga character ay pumasok sa sasakyang pangalangaang, mabilis na lumipad sa portal at, pagpasok dito, agad na natagpuan ang kanilang sarili sa tamang lugar, halimbawa, sa kabilang panig ng uniberso. Sa kasamaang palad, kahit na sa teorya ito ay gumagana nang iba.

Pinagmulan ng larawan: YouTube

Ang pangkalahatang relativity ay nagbibigay-daan para sa pagkakaroon ng naturang mga tunnel, ngunit hanggang ngayon ang mga astronomo ay hindi pa nakakahanap ng isa. Ayon sa mga teorista, ang mga unang wormhole ay mas mababa sa isang metro ang laki. Maaaring ipagpalagay na sa paglawak ng Uniberso ay tumaas din sila. Ngunit lumipat tayo sa pangunahing tanong: kahit na mayroong mga wormhole, bakit napakasamang ideya na gamitin ang mga ito? Ipinaliwanag ng astrophysicist na si Paul Sutter kung ano ang problema sa mga wormhole at kung bakit mas mabuti para sa isang tao na huwag pumunta doon.

Teorya ng wormhole

Ang unang bagay na dapat gawin ay alamin kung paano gumagana ang mga black hole. Isipin ang isang bola sa isang nakaunat na nababanat na tela. Habang papalapit ito sa gitna, lumiliit ito sa laki at kasabay nito ay nagiging mas siksik. Ang tela sa ilalim ng kanyang timbang ay lumubog nang higit at higit pa, hanggang sa siya ay naging napakaliit na ito ay sumasara lamang sa kanya, at ang bola ay nawala sa paningin. Sa black hole mismo, ang curvature ng space-time ay walang hanggan - ang estado ng physics na ito ay tinatawag na singularity. Wala itong puwang o oras sa kahulugan ng tao.

Pinagmulan ng larawan: Pikabu.ru

Ayon sa teorya ng relativity, walang maaaring maglakbay nang mas mabilis kaysa sa liwanag. Nangangahulugan ito na walang makakalabas sa gravitational field na ito sa pamamagitan ng pagpasok dito. Ang rehiyon ng kalawakan kung saan walang daan palabas ay tinatawag na black hole. Ang hangganan nito ay tinutukoy ng tilapon ng mga light ray, na siyang unang nawalan ng pagkakataong lumabas. Tinatawag itong event horizon ng black hole. Halimbawa: tumitingin sa labas ng bintana, hindi natin nakikita kung ano ang lampas sa abot-tanaw, at hindi maintindihan ng conditional observer kung ano ang nangyayari sa loob ng mga hangganan ng isang hindi nakikitang patay na bituin.

Mayroong limang uri ng black hole, ngunit ito ay ang stellar-mass black hole na interesado sa amin. Ang ganitong mga bagay ay nabuo sa huling yugto ng buhay ng isang celestial body. Sa pangkalahatan, ang pagkamatay ng isang bituin ay maaaring magresulta sa mga sumusunod na bagay:

1. Ito ay magiging isang napakasiksik na patay na bituin, na binubuo ng isang bilang ng mga elemento ng kemikal - ito ay isang puting dwarf;

2. Sa isang neutron star - may tinatayang masa ng Araw at isang radius na humigit-kumulang 10-20 kilometro, sa loob nito ay binubuo ng mga neutron at iba pang mga particle, at sa labas ito ay nakapaloob sa isang manipis ngunit solidong shell;

3. Sa isang black hole, ang grabidad na atraksyon nito ay napakalakas na kaya nitong sumipsip ng mga bagay na lumilipad sa bilis ng liwanag.

Kapag nangyari ang isang supernova, iyon ay, ang "muling pagsilang" ng isang bituin, isang itim na butas ay nabuo, na maaari lamang makita dahil sa ibinubuga na radiation. Siya ang nakakagawa ng wormhole.

Kung iniisip natin ang isang itim na butas bilang isang funnel, kung gayon ang bagay, na nahulog dito, ay nawawala ang abot-tanaw ng kaganapan at nahuhulog sa loob. Kaya nasaan ang wormhole? Ito ay matatagpuan sa eksaktong parehong funnel, na nakakabit sa tunnel ng isang black hole, kung saan ang mga labasan ay nakaharap palabas. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang kabilang dulo ng wormhole ay konektado sa isang puting butas (ang antipode ng isang itim, kung saan walang maaaring mahulog).

Bakit hindi mo kailangan ng wormhole

Sa teorya ng mga puting butas, hindi lahat ay napakasimple. Una, hindi malinaw kung paano eksaktong makapasok sa isang puting butas mula sa isang itim. Ang mga kalkulasyon sa paligid ng mga wormhole ay nagpapakita na sila ay lubhang hindi matatag. Ang mga wormhole ay maaaring sumingaw o "iluwa" ang isang itim na butas at muli itong itaboy sa isang bitag.

Kung ang isang spaceship o isang tao ay nahulog sa isang black hole, siya ay maiipit doon. Walang babalikan - siguradong mula sa gilid ng black hole, dahil hindi niya makikita ang abot-tanaw ng kaganapan. Ngunit ang kapus-palad na tao ay maaaring subukan upang mahanap ang isang puting butas? Hindi, dahil hindi niya nakikita ang mga hangganan, kaya kailangan niyang "mahulog" patungo sa black hole singularity, na maaaring magkaroon ng access sa white singularity. O baka wala.

ang mga tao ay nagbahagi ng isang artikulo

Susunod na balita

Isang grupo ng mga physicist mula sa Germany at Greece, sa ilalim ng pangkalahatang pangangasiwa ni Burkhard Clayhaus, ay nagpakita ng panimulang bagong pananaw sa problema mga wormhole. Kaya tinatawag hypothetical na mga bagay kung saan mayroong kurbada ng espasyo at oras.

Ito ay pinaniniwalaan na ang mga ito ay mga lagusan kung saan maaari kang maglakbay sa ibang mga mundo sa isang sandali.

Ang mga wormhole, o, kung tawagin din, mga wormhole, ay kilala sa bawat tagahanga ng science fiction, kung saan ang mga bagay na ito ay inilarawan nang napakalinaw at kahanga-hanga (bagaman sa mga libro ay mas madalas silang tinatawag na zero-space). Ito ay salamat sa kanila na ang mga bayani ay maaaring lumipat mula sa isang kalawakan patungo sa isa pa sa napakaikling panahon. Tulad ng para sa mga tunay na wormhole, ang sitwasyon sa kanila ay mas kumplikado. Hindi pa rin malinaw kung talagang umiiral ang mga ito, o kung lahat ito ay resulta ng ligaw na imahinasyon ng mga teoretikal na pisiko.

Ayon sa tradisyonal na mga paniwala, wormhole ay ilang hypothetical na pag-aari ng ating uniberso, o sa halip, espasyo at oras. Ayon sa konsepto ng tulay ng Einstein-Rosen, sa bawat sandali sa ating Uniberso, maaaring lumitaw ang ilang mga lagusan kung saan maaari kang makarating mula sa isang punto sa kalawakan patungo sa isa pa nang halos sabay-sabay (iyon ay, nang walang pagkawala ng oras).

Tila na teleport sa kanilang tulong para sa iyong sariling kasiyahan! Ngunit narito ang problema: una, ang mga wormhole na ito ay napakaliit (tanging mga elementarya lamang ang madaling gumala sa kanila), at pangalawa, umiral ang mga ito sa napakaikling panahon, milyon-milyong bahagi ng isang segundo. Iyon ang dahilan kung bakit napakahirap na pag-aralan ang mga ito - hanggang ngayon, ang lahat ng mga modelo ng mga wormhole ay hindi pa nakumpirma sa eksperimento.

Gayunpaman, mayroon pa ring ideya ang mga siyentipiko kung ano ang maaaring nasa loob ng naturang tunel (bagaman, sayang, teoretikal lamang). Ito ay pinaniniwalaan na ang lahat ng naroroon ay puno ng tinatawag na exotic matter (hindi dapat malito sa dark matter, ito ay iba't ibang mga bagay). At nakuha ng bagay na ito ang palayaw nito mula sa katotohanan na ito ay binubuo ng iba't ibang elementarya na mga particle. At dahil dito, ang karamihan sa mga pisikal na batas ay hindi sinusunod dito - sa partikular, ang enerhiya ay maaaring magkaroon ng negatibong density, ang puwersa ng grabidad ay hindi nakakaakit, ngunit nagtataboy ng mga bagay, atbp. Sa pangkalahatan, ang lahat sa loob ng tunnel ay ganap na naiiba mula sa mga normal na tao. Ngunit tiyak na ang hindi regular na bagay na ito ang nagbibigay ng mahimalang paglipat sa pamamagitan ng wormhole.

Sa katunayan, ang tanyag na pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein ay napakatapat sa posibilidad ng pagkakaroon ng mga wormhole - hindi nito pinabulaanan ang pagkakaroon ng gayong mga lagusan (bagaman hindi ito nagpapatunay). Well, kung ano ang hindi ipinagbabawal, tulad ng alam mo, ay pinapayagan. Samakatuwid, maraming mga astrophysicist ang aktibong nagsisikap na makahanap ng mga bakas ng hindi bababa sa ilang mas o hindi gaanong matatag na wormhole mula noong kalagitnaan ng huling siglo.

Sa katunayan, ang kanilang interes ay mauunawaan - kung ito ay lumabas na ang gayong tunel ay posible sa prinsipyo, kung gayon ang paglalakbay dito sa malalayong mundo ay magiging isang napaka-simpleng bagay (siyempre, sa kondisyon na ang wormhole ay matatagpuan hindi malayo. mula sa solar system). Gayunpaman, ang paghahanap para sa bagay na ito ay nahahadlangan ng katotohanan na ang mga siyentipiko, sa katunayan, ay hindi lubos na nag-iisip kung ano ang eksaktong hahanapin. Sa katunayan, imposibleng direktang makita ang butas na ito, dahil, tulad ng mga itim na butas, sinisipsip nito ang lahat sa sarili nito (kabilang ang radiation), ngunit hindi naglalabas ng anuman. Kailangan natin ng ilang di-tuwirang mga palatandaan ng pagkakaroon nito, ngunit ang tanong ay - alin?

At kamakailan lamang, isang pangkat ng mga physicist mula sa Germany at Greece, sa ilalim ng pangkalahatang pamumuno ni Burkhard Kleihaus mula sa Unibersidad ng Oldenburg (Germany), upang maibsan ang pagdurusa ng mga astrophysicist, ay nagpakita ng panimulang bagong pagtingin sa problema ng mga wormhole. Mula sa kanilang pananaw, ang mga ito Ang mga tunnel ay maaari ngang umiral sa uniberso at medyo matatag sa parehong oras. At walang exotic matter, ayon sa grupong Klayhouse, sa loob nila.

Naniniwala ang mga siyentipiko na ang paglitaw ng mga wormhole ay sanhi ng quantum fluctuations na likas sa unang bahagi ng uniberso halos kaagad pagkatapos ng Big Bang at nagbunga ng tinatawag na quantum foam. Hayaan mong ipaalala ko sa iyo iyon quantum foam- ito ay isang uri ng kondisyon na konsepto na maaaring magamit bilang isang husay na paglalarawan ng subatomic space-time turbulence sa napakaliit na distansya (sa pagkakasunud-sunod ng haba ng Planck, iyon ay, isang distansya na 10 -33 cm).

Sa matalinghagang pagsasalita, ang quantum foam ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod: isipin na sa isang lugar sa napakaikling panahon sa napakaliit na mga rehiyon ng kalawakan, ang enerhiya na sapat upang gawing black hole ang kusang lilitaw sa bahaging ito ng espasyo. At ang enerhiya na ito ay lumilitaw hindi lamang mula sa kahit saan, ngunit bilang isang resulta ng banggaan ng mga particle na may mga antiparticle at ang kanilang kapwa pagkawasak. At pagkatapos ay sa harap ng ating mga mata magkakaroon ng isang uri ng umuusok na kaldero, kung saan ang mga itim na butas ay patuloy na lumilitaw at agad na nawawala.

Kaya, ayon sa mga may-akda ng pag-aaral, Pagkatapos ng Big Bang, ang ating uniberso ay puro quantum foam.. At bumangon dito sa bawat sandali ng oras hindi lamang mga itim na butas, kundi pati na rin ang mga wormhole. At pagkatapos ay ang inflation (iyon ay, pagpapalawak) ng Uniberso ay hindi lamang dapat magpalaki nito sa isang malaking sukat, ngunit sa parehong oras ay matalas na taasan ang mga butas at gawin itong matatag. Kaya't naging posible na tumagos kahit na medyo malalaking katawan sa kanila.

Totoo, may isang sagabal dito. Ang katotohanan ay kahit na ang malalaking katawan, ayon sa modelong ito, ay maaaring pumasok sa isang wormhole, ang impluwensya ng gravitational sa kanila sa pasukan ay dapat na napakaliit. Kung hindi, sila ay mapupunit na lamang. Ngunit kung ang kurbada ng espasyo-oras sa pasukan ay "makinis", kung gayon ang paglalakbay mismo sa pamamagitan nito ay hindi maaaring madalian. Ito, ayon sa mga kalkulasyon ng mga mananaliksik, ay aabutin ng sampu o kahit na daan-daang light years, dahil ang labasan mula sa wormhole, na naa-access sa isang malaking katawan, ay magiging napakalayo mula sa pasukan.

Naniniwala ang mga mananaliksik na ang paghahanap ng mga bagay na ito sa uniberso, bagaman hindi madali, ay posible pa rin. Bagama't maaaring mukhang black hole ang mga ito, may mga pagkakaiba pa rin. Halimbawa, sa isang black hole, ang gas na lumampas sa event horizon ay agad na humihinto sa paglabas ng X-ray, habang ang gas na nahulog sa isang wormhole (na walang event horizon) ay patuloy na ginagawa ito. Sa pamamagitan ng paraan, ang pag-uugali na ito ng gas ay naitala kamakailan ng Hubble sa paligid ng bagay na Sagittarius A*, na ayon sa kaugalian ay itinuturing na isang napakalaking black hole. Ngunit sa paghusga sa pag-uugali ng gas, maaari itong maging isang matatag na wormhole.

Ayon sa konsepto ng pangkat ng Klayhouse, maaaring may iba pang mga palatandaan na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng mga wormhole. Sa teoryang, maaaring ipalagay ng isang tao ang isang sitwasyon kung saan direktang mapapansin ng mga astronomo ang kakulangan ng larawan sa likod ng wormhole kung ang teleskopyo ay hindi sinasadyang naging sektor nito ng mabituing kalangitan. Sa kasong ito, magpapakita ito ng larawan sampu o daan-daang light years ang layo, na madaling makilala ng mga astronomo sa kung ano talaga ang dapat sa lugar na ito. Ang gravity ng bituin (kung ito ay nasa kabilang panig ng wormhole) ay maaari ding masira ang liwanag ng malalayong bituin na dumadaan malapit sa wormhole.

Dapat pansinin na ang gawain ng mga physicist ng Greek at German, bagaman puro teoretikal, ay napakahalaga para sa mga astronomo. Sa unang pagkakataon, isinasaayos niya ang lahat ng posibleng senyales ng mga wormhole na maaaring maobserbahan. Kaya, ginagabayan nito, ang mga tunnel na ito ay maaaring makita. Ibig sabihin, alam na ngayon ng mga siyentipiko kung ano ang eksaktong kailangan nilang hanapin.

Bagaman, sa kabilang banda, kung ang modelo ng grupong Klayhouse ay totoo, ang halaga ng mga wormhole para sa sangkatauhan ay nabawasan nang husto. Pagkatapos ng lahat, hindi sila nagbibigay ng isang beses na paglipat sa ibang mga mundo. Bagaman, siyempre, ang kanilang mga ari-arian ay dapat pa ring pag-aralan - bigla na lamang silang magiging kapaki-pakinabang para sa ibang bagay ...