21:11 09/11/2018

👁 1 719

Ang tekstong ito ay ang ikatlong bersyon ng aking aklat sa mga wormhole at. Sinubukan kong gawin itong maliwanag para sa pinakamalawak na posibleng hanay ng mga mambabasa. Ang pag-unawa sa materyal ay hindi nangangailangan ng mambabasa espesyal na edukasyon, ang mga pinaka-pangkalahatang ideya mula sa kurso sa high school at cognitive curiosity ay magiging sapat na. Ang teksto ay hindi naglalaman ng mga formula at hindi naglalaman ng mga kumplikadong konsepto. Upang pasimplehin ang pag-unawa, sinubukan ko, kung posible, na gumamit ng mga paliwanag na ilustrasyon. Ang bersyon na ito ay dinagdagan ng mga bagong seksyon at mga guhit. Ang mga pagwawasto, paglilinaw at paglilinaw ay ginawa rin sa teksto. Kung ang alinman sa mga seksyon ng libro ay tila nakakainip o hindi maintindihan ng mambabasa, kung gayon habang binabasa ito ay maaaring laktawan nang walang labis na pinsala sa pag-unawa.

Ang karaniwang tinatawag na "Wormhole" sa astrophysics

AT mga nakaraang taon sa mga pondo mass media nagkaroon ng maraming ulat tungkol sa pagtuklas ng mga siyentipiko ng ilang hypothetical na bagay na tinatawag na "wormhole". Bukod dito, kahit na ang mga walang katotohanan na ulat ng obserbasyonal na pagtuklas ng mga naturang bagay ay dumaan. Nabasa ko pa nga sa yellow press ang tungkol sa praktikal na paggamit ng ilang "wormhole". Sa kasamaang-palad, karamihan sa mga ulat na ito ay napakalayo sa katotohanan; bukod pa rito, kahit na ang konsepto ng naturang "wormhole" ay madalas na walang kinalaman sa karaniwang tinatawag na "wormhole" sa astrophysics.

Ang lahat ng ito ay nag-udyok sa akin sa isang tanyag (at sa parehong oras maaasahang) paglalahad ng teorya ng "wormhole" sa astrophysics. Ngunit una sa lahat.

Una sa isang maliit na kasaysayan:

Ang teoryang nakabatay sa siyensya ng "wormhole" ay nagmula sa astrophysics noon pang 1935, kasama ang pangunguna na gawain nina Einstein at Rosen. Ngunit sa pangunguna na gawaing iyon, ang "wormhole" ay tinawag ng mga may-akda na isang "tulay" sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng Uniberso ( English term tulay). Sa loob ng mahabang panahon, ang gawaing ito ay hindi nakapukaw ng maraming interes sa mga astrophysicist.

Ngunit noong 90s ng huling siglo, nagsimulang bumalik ang interes sa naturang mga bagay. Una sa lahat, ang pagbabalik ng interes ay nauugnay sa pagtuklas sa kosmolohiya, ngunit bakit at ano ang koneksyon, sasabihin ko sa ibang pagkakataon.

Ang terminong Ingles na nag-ugat para sa "wormhole" mula noong 90s ay naging "wormhole", ngunit ang unang nagmungkahi ng terminong ito noong 1957 ay ang mga American astrophysicist na sina Mizner at Wheeler (ito ang parehong Wheeler na itinuturing na "ama" ng ang American hydrogen bomb). 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 pagboto ay dinaluhan ng mga astrophysicist na nagsasalita ng Ruso na may mga publikasyong pang-agham sa paksang ito (kabilang ako). Bilang resulta ng boto na ito, nanalo ang terminong "wormhole", at mula ngayon ay isusulat ko ang terminong ito nang walang mga panipi.

1. Kaya ano ang karaniwang tinatawag na wormhole?

Sa astrophysics, ang mga wormhole ay may malinaw kahulugan ng matematika, ngunit dito (dahil sa pagiging kumplikado nito) hindi ko ito ibibigay, ngunit para sa isang hindi handa na mambabasa ay susubukan kong magbigay ng isang kahulugan sa mga simpleng salita.

Maaari kang magbigay ng iba't ibang mga kahulugan ng mga wormhole, ngunit ang karaniwang pag-aari para sa lahat ng mga kahulugan ay ang isang wormhole ay dapat magkonekta ng dalawang hindi kurbadong 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. Ang mga konsepto ng "non-curved" o "curved" dito ay nangangailangan ng detalyadong paliwanag. Ngunit hindi ko na ito ipapaliwanag ngayon, at hinihiling ko sa mambabasa na maging mapagpasensya hanggang sa susunod na seksyon, kung saan ipapaliwanag ko ang kakanyahan ng mga konseptong ito.

Maaaring ikonekta ng wormhole ang alinman sa dalawang magkaibang uniberso, o ang parehong uniberso sa magkaibang bahagi. AT huling kaso ang distansya sa pamamagitan ng wormhole (sa pagitan ng mga pasukan dito) ay maaaring mas maikli kaysa sa distansya sa pagitan ng mga pasukan, sinusukat mula sa labas (bagaman ito ay hindi kinakailangan sa lahat).

Sa mga sumusunod, tutukuyin ko ang salitang "uniberso" (na may maliit na titik) bilang bahagi ng space-time, na nililimitahan ng mga pasukan sa mga wormhole at sa mga black hole, ngunit ang salitang "Universe" (na may Malaking titik) Tatawagin ko ang buong espasyo-oras, hindi limitado ng anuman.

Sa mahigpit na pagsasalita, ang mga konsepto ng oras at distansya sa curved space-time ay hindi na ganap na mga halaga, ibig sabihin. tulad ng hindi namin malay na laging nakasanayan na isaalang-alang ang mga ito. Ngunit binibigyan ko ang mga konseptong ito ng ganap na pisikal na kahulugan: nag-uusap kami tungkol sa tamang oras na sinusukat ng isang observer na malayang gumagalaw (nang walang rocket o anumang iba pang propulsion) sa halos bilis ng liwanag (karaniwang tinutukoy ng mga theorists bilang ultrarelativistic observer).

Malinaw, halos imposible na lumikha ng gayong tagamasid sa teknikal, ngunit kumikilos sa diwa ni Einstein, maaari nating isipin ang isang eksperimento sa pag-iisip kung saan ang tagamasid ay nagsaddle ng photon (o iba pang ultrarelativistic na particle) at gumagalaw dito kasama ang pinakamaikling tilapon (tulad ng Baron Munchausen sa nucleus).

Narito ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na ang photon ay gumagalaw sa pinakamaikling landas ayon sa kahulugan, ang naturang landas ay tinatawag pangkalahatang teorya relativity zero geodesic line. Sa ordinaryong hindi hubog na espasyo, ang dalawang punto ay maaari lamang ikonekta ng isang zero geodesic na linya. Sa kaso ng isang wormhole na nagkokonekta sa mga pasukan sa parehong uniberso, maaaring mayroong hindi bababa sa dalawang ganoong mga landas para sa isang photon (at pareho ang pinakamaikling, ngunit hindi pantay), na ang isa sa mga landas na ito ay dumadaan sa wormhole at ang isa ay hindi.

Well, tila nagbigay ako ng pinasimple na kahulugan para sa isang wormhole na may simple salita ng tao(nang walang paggamit ng matematika). Totoo, ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na ang mga wormhole kung saan ang liwanag at iba pang bagay ay maaaring dumaan sa parehong direksyon ay tinatawag na passable wormhole (mula dito ay tatawagin ko na lang silang mga wormhole). Batay sa salitang "passable", ang tanong ay lumitaw: mayroon bang hindi malalampasan na mga wormhole? Oo meron ako. 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). Bukod dito, maaaring mayroon ding mga semi-passable na wormhole, kung saan ang bagay o liwanag ay maaari lamang dumaan sa wormhole sa isang direksyon, ngunit hindi makapasa sa kabilang direksyon.

2.Tunnel ng curvature? Kurba ng ano?

Sa unang tingin, tila talagang kaakit-akit na lumikha ng isang wormhole tunnel mula sa hubog na espasyo. Ngunit kapag naisip mo ito, nagsisimula kang magkaroon ng mga walang katotohanan na konklusyon.
Kung ikaw ay nasa tunnel na ito, anong mga pader ang makakapigil sa iyo na masira ito sa nakahalang direksyon?

At saan gawa ang mga pader na ito?

Maaari bang pigilan tayo ng walang laman na espasyo sa pagdaan sa kanila?
O hindi ba ito walang laman?

Upang maunawaan ito (hindi ko iminumungkahi na isipin ito), isaalang-alang natin ang espasyo na hindi hubog ng grabidad. Hayaang isaalang-alang ng mambabasa na ito ang karaniwang espasyo kung saan siya palaging nakasanayan sa pakikitungo, at kung saan siya nakatira. Sa mga sumusunod, tatawagin ko ang gayong espasyong patag.

Figure 1. (orihinal na guhit ng may-akda)
Schematic na representasyon ng curvature ng dalawang-dimensional na espasyo. Ang mga numero ay nagpapahiwatig ng sunud-sunod na mga yugto ng paglipat: mula sa yugto ng hindi hubog na espasyo (1) hanggang sa yugto ng dalawang-dimensional na wormhole (7).

Kunin natin bilang simula ang ilang puntong “O” sa puwang na ito at gumuhit ng bilog sa paligid nito - tingnan ang figure No. 1 sa Figure 1. Hayaang ang puntong ito at ang bilog na ito ay nakahiga sa ilang eroplano sa aming patag na espasyo. Tulad ng alam nating lahat mula sa kurso sa paaralan matematika, ang ratio ng circumference ng bilog na ito sa radius ay katumbas ng 2π, kung saan ang bilang na π = 3.1415926535 .... Bukod dito: ang ratio ng pagbabago sa circumference sa katumbas na pagbabago sa radius ay magiging 2π ( para maikli, sasabihin lang natin ang RATIO).

Ngayon, ilagay natin ang ilang katawan na may mass M sa ating puntong “O”. Kung naniniwala tayo sa teorya at mga eksperimento ni Einstein (na paulit-ulit na isinagawa sa Earth at sa solar system), kung gayon ang espasyo-oras sa paligid ng katawan ay magiging kurbada at ang itaas na RATIO ay mas mababa sa 2π. Bukod dito, mas maliit, mas malaki ang masa M - tingnan ang mga numero No. 2 - 4 sa Figure 1. Ito ang kurbada ng espasyo! Ngunit hindi lamang espasyo ang baluktot, ang oras ay baluktot din, ngunit mas tamang sabihin na ang lahat ng espasyo-oras ay baluktot, dahil sa teorya ng relativity, hindi maaaring umiral ang isa kung wala ang isa - walang malinaw na hangganan sa pagitan nila.

Saang direksyon ito kumukurba? - tanong mo.
Pababa (sa ilalim ng eroplano) o vice versa - pataas?

Ang tamang sagot ay ang curvature ay magiging pareho para sa anumang eroplano na iginuhit sa pamamagitan ng "O" point, at ang direksyon ay walang kinalaman dito. Ang napaka-geometrikong pag-aari ng espasyo ay nagbabago sa paraang nagbabago rin ang ratio ng circumference sa radius! Ang ilang mga siyentipiko ay naniniwala na ang kurbada ng espasyo ay nangyayari sa direksyon ng isang bagong (ika-apat) na dimensyon. Ngunit ang teorya ng relativity mismo ay hindi nangangailangan ng karagdagang dimensyon, kailangan nito ng tatlong spatial at isang temporal na sukat. Karaniwan, ang dimensyon ng oras ay nakatalaga ng index ng zero, at ang space-time ay tinutukoy bilang 3 + 1.
Gaano kalakas ang magiging curvature?

Para sa isang bilog na ating ekwador, ang kamag-anak na pagbaba sa RATIO ay magiging 10-9, i.e. para sa Earth (haba ng ekwador) / (radius ng Earth) ≈ 2π (1 - 10-9)!!! Ito ay napakaliit na karagdagan. Ngunit para sa isang bilog na ekwador, ang pagbaba na ito ay humigit-kumulang 10-5, at kahit na ito ay napakaliit din, ang mga modernong instrumento ay madaling masukat ang halagang ito.

Ngunit mayroong higit pang mga kakaibang bagay sa kalawakan kaysa sa mga planeta at bituin lamang. Halimbawa, ang mga pulsar, na kung saan ay mga neutron na bituin(binubuo ng mga neutron). Ang gravity sa ibabaw ng mga pulsar ay napakapangit, at ang kanilang average na density bagay tungkol sa 1014g/cm3 - hindi kapani-paniwalang mabigat na bagay! Para sa mga pulsar, ang pagbaba sa RATIO na ito ay halos 0.1 na!

Ngunit para sa mga black hole at wormhole, ang pagbaba sa RATIO na ito ay umabot sa pagkakaisa, i.e. Ang RELASYON mismo ay umabot sa zero! Nangangahulugan ito na kapag lumilipat patungo sa gitna, ang circumference ay hindi nagbabago malapit sa abot-tanaw o leeg. Ang lugar ng globo sa paligid ng mga black hole o wormhole ay hindi rin nagbabago. Mahigpit na nagsasalita, para sa gayong mga bagay karaniwang kahulugan ang haba ay hindi na angkop, ngunit hindi nito binabago ang kakanyahan. Bukod dito, para sa isang spherically symmetric wormhole, ang sitwasyon ay hindi nakasalalay sa direksyon kung saan tayo lumilipat patungo sa gitna.

Paano mo ito maiisip?

Kung isasaalang-alang namin ang isang wormhole, nangangahulugan ito na naabot na namin ang isang globo ng pinakamababang lugar Smin=4π rmin2 na may radius rmin sa lalamunan. Ang sphere na ito ng pinakamababang lugar ay tinatawag na leeg ng wormhole. Sa karagdagang paggalaw sa parehong direksyon, nalaman namin na ang lugar ng globo ay nagsisimulang tumaas - nangangahulugan ito na kami ay nadulas sa leeg, lumipat sa ibang espasyo at lumilipat na mula sa gitna.

At ano ang mangyayari kung ang laki ng bumabagsak na katawan ay lumampas sa laki ng leeg?

Upang masagot ang tanong na ito, buksan natin ang isang two-dimensional na pagkakatulad - tingnan ang Figure 2.

Ipagpalagay na ang katawan ay isang two-dimensional na pigura (isang pattern na ginupit mula sa papel o iba pang materyal), at ang pattern na ito ay dumudulas sa ibabaw na isang funnel (tulad ng nasa isang bathtub na may tubig na umaagos dito). Bukod dito, ang aming pagguhit ay dumudulas sa direksyon ng bibig ng funnel upang ito ay pinindot laban sa ibabaw ng funnel kasama ang buong ibabaw nito. Malinaw, habang ang pattern ay lumalapit sa leeg, ang curvature ng funnel surface ay tumataas, at ang ibabaw ng pattern ay nagsisimulang mag-deform alinsunod sa hugis ng funnel sa ang lugar na ito pagguhit. Ang aming pagguhit (bagaman ito ay papel), tulad ng anumang pisikal na katawan, ay may nababanat na mga katangian na pumipigil sa pagpapapangit nito.

Kasabay nito, ang materyal ng pagguhit ay mayroon pisikal na epekto sa materyal kung saan ginawa ang funnel. Masasabi nating pareho ang funnel at ang pattern ay kumikilos sa pamamagitan ng elastic forces sa isa't isa.

1. Masyadong deformed ang drawing kaya madulas ito sa funnel, habang maaaring gumuho (masira).
2. Ang pattern at funnel ay hindi sapat na deformed para makalusot ang pattern (kinakailangan nito na ang pattern ay may sapat na malalaking sukat at lakas). Pagkatapos ang drawing ay maiipit sa funnel at haharang sa leeg nito para sa iba pang mga katawan.
3. Ang pagguhit (mas tiyak, ang materyal ng pagguhit) ay sisira (masira) ang materyal ng funnel, i.e. masisira ang naturang dalawang-dimensional na wormhole.
4. Dausdos ang pattern sa bibig ng funnel (posibleng tumama ito sa gilid nito). Ngunit ito lamang ang mangyayari kung hindi mo tumpak na itinuon ang iyong pagguhit sa direksyon ng leeg.

Ang parehong apat na pagpipilian ay posible rin para sa pagbagsak ng tatlong-dimensional pisikal na katawan sa tatlong-dimensional na wormhole. Kaya ilusyon, sa halimbawa ng mga modelo ng laruan, sinubukan kong ilarawan ang isang wormhole sa anyo ng isang tunel na walang mga pader.

Sa kaso ng isang three-dimensional na wormhole (sa aming espasyo), ang mga nababanat na puwersa ng materyal ng funnel, na tinalakay sa nakaraang seksyon, ay pinalitan ng mga puwersa ng gravitational tidal - ito ang parehong mga puwersa na nagdudulot ng mga ebbs at daloy sa Earth sa ilalim ng pagkilos ng at .

Sa mga wormhole at black hole, ang tidal force ay maaaring umabot sa napakalaking halaga. Nagagawa nilang sirain at sirain ang anumang bagay o bagay, at malapit sa singularity, ang mga puwersang ito sa pangkalahatan ay nagiging walang katapusan! Gayunpaman, maaari nating ipagpalagay ang gayong modelo ng wormhole kung saan limitado ang tidal forces at, sa gayon, posible para sa ating robot (o kahit isang tao) na dumaan sa naturang wormhole nang walang pinsala dito.

Ang mga puwersa ng tidal, ayon sa klasipikasyon ni Kip Thorne, ay may tatlong uri:

1. Tidal tension-compression forces
2. Tidal forces ng shear deformation
3. Tidal forces ng torsion deformation

Figure 3. (Ang figure ay kinuha mula sa ulat ni Kip Thorne - Nobel laureate sa Physics 2017) Sa kaliwa ay isang paglalarawan ng pagkilos ng tidal forces ng tension-compression. Sa kanan ay isang paglalarawan ng pagkilos ng tidal torsion-shear forces.

Bagama't ang huling 2 uri ay maaaring bawasan sa isa - tingnan ang figure 3.

4. Pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein

Sa seksyong ito, pag-uusapan ko ang tungkol sa mga wormhole sa loob ng balangkas ng pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein. Ang mga pagkakaiba mula sa mga wormhole sa iba pang mga teorya ng grabidad, isasaalang-alang ko sa susunod na seksyon.

Bakit ko sinimulan ang aking pagsasaalang-alang sa teorya ni Einstein?

Sa ngayon, ang teorya ng relativity ni Einstein ay ang pinakasimple at pinakamaganda sa mga hindi pinatutunayang teorya ng gravity: wala ni isang eksperimento hanggang sa kasalukuyan ang nagpapatunay nito. Ang mga resulta ng lahat ng mga eksperimento ay ganap na sumasang-ayon dito sa loob ng 100 taon!!! Kasabay nito, ang teorya ng relativity ay napaka-kumplikado sa matematika.

Bakit napakakomplikadong teorya?

Dahil ang lahat ng iba pang pare-parehong teorya ay nagiging mas kumplikado ...

Figure 4. (Ang figure ay kinuha mula sa libro ni A.D. Linde "Inflationary Cosmology")
Sa kaliwa - isang modelo ng isang magulong inflationary multi-element Universe na walang wormhole, sa kanan - pareho, ngunit may mga wormhole.

Ngayon, ang modelo ng "magulong inflation" ay ang batayan ng modernong kosmolohiya. Ang modelong ito ay gumagana sa loob ng balangkas ng teorya ni Einstein at ipinapalagay ang pagkakaroon (bukod sa atin) ng isang walang katapusang bilang ng iba pang mga uniberso na lumitaw pagkatapos ng " Big Bang”, na nabuo sa panahon ng "pagsabog" ang tinatawag na "spatio-temporal foam". Ang mga unang sandali sa panahon at pagkatapos ng "pagsabog" na ito ay ang batayan ng modelo ng "magulong inflation".

Sa mga sandaling ito, maaaring lumitaw ang mga pangunahing space-time tunnel (relic wormhole), na malamang na nagpapatuloy pagkatapos ng inflation. Dagdag pa, ang mga relic wormhole na ito ay nag-uugnay sa iba't ibang rehiyon ng ating mga uniberso - tingnan ang Figure 4. Ang modelong ito ay iminungkahi ng ating kababayan na si Andrei Linde, na ngayon ay isang propesor sa Stanford University. Bukas ang modelong ito natatanging pagkakataon pag-aaral ng multi-element Universe at ang pagtuklas ng bagong uri ng mga bagay - mga pasukan sa wormhole.

Anong mga kondisyon ang kinakailangan para sa pagkakaroon ng mga wormhole

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. Kung minsan ang naturang bagay ay tinatawag ding phantom matter.

Para saan ang materyal na ito?

Tulad ng isinulat ko sa itaas, para sa pagkakaroon ng curved space, kailangan ang malakas na gravity. Sa teorya ng relativity ni Einstein, ang gravity at curved space-time ay umiiral nang hindi mapaghihiwalay sa isa't isa. Kung walang sapat na concentrated matter, ang curved space ay tumutuwid at ang enerhiya ng prosesong ito ay radiated sa infinity sa anyo ng gravitational waves.
Ngunit ang malakas na gravity lamang ay hindi sapat para sa matatag na pag-iral ng isang wormhole - sa ganitong paraan makakakuha ka lamang ng isang itim na butas at (bilang resulta nito) isang horizon ng kaganapan.

Upang maiwasan ang pagbuo ng horizon ng kaganapan ng isang black hole, kailangan ang phantom matter. Karaniwang exotic o phantom matter ay nauunawaan bilang isang paglabag sa mga kondisyon ng enerhiya ng naturang bagay. ito ay na konsepto ng matematika, ngunit huwag maalarma - ilalarawan ko ito nang walang matematika. Tulad ng nalalaman mula sa kursong pisika ng paaralan, bawat pisikal matibay na katawan may mga nababanat na puwersa na sumasalungat sa pagpapapangit ng katawan na ito (isinulat ko ang tungkol dito sa nakaraang seksyon). Sa isang mas pangkalahatang kaso ng di-makatwirang bagay (likido, gas, atbp.), ang isa ay nagsasalita ng intrinsic na presyon ng bagay, o sa halip, ng pag-asa ng presyur na ito sa density ng bagay.

Ang pag-asa ng pisika na ito ay tinatawag na equation ng estado ng bagay.
Kaya, upang ang mga kondisyon ng enerhiya ng bagay ay lumabag, kinakailangan na ang kabuuan ng presyon at density ng enerhiya ay negatibo (ang density ng enerhiya ay ang density ng masa na pinarami ng bilis ng light squared).

Ano ang ibig sabihin nito?

Buweno, una, kung isasaalang-alang natin ang positibong masa, kung gayon ang presyon ng naturang phantom matter ay dapat na negatibo. At pangalawa, ang modulus ng presyon ng phantom matter ay dapat sapat na malaki upang magbigay ng negatibong halaga sa kabuuan na may density ng enerhiya.

Mayroong isang mas kakaibang bersyon ng phantom matter: kapag agad nating isinasaalang-alang ang negatibong densidad ng masa at pagkatapos ay ang presyon ay hindi gumaganap ng isang pangunahing papel, ngunit higit pa sa na mamaya.

At ang mas nakakagulat ay ang katotohanan na sa teorya ng relativity ang density ng bagay (enerhiya) ay nakasalalay sa frame ng sanggunian kung saan isinasaalang-alang natin ang mga ito. Para sa phantom matter, humahantong ito sa katotohanan na ang gayong frame ng sanggunian ay palaging umiiral (gumagalaw na may kaugnayan sa sistema ng laboratoryo halos sa bilis ng liwanag), kung saan nagiging negatibo ang density ng phantom matter. Para sa kadahilanang ito, walang pangunahing pagkakaiba para sa phantom matter: ang density nito ay positibo o negatibo.

Mayroon bang ganoong bagay?

At pagkatapos ay oras na upang alalahanin ang pagtuklas ng madilim na enerhiya sa kosmolohiya (huwag malito ito sa konsepto ng "madilim na bagay" - ito ay isang ganap na magkakaibang sangkap). Ang madilim na enerhiya ay natuklasan noong 90s ng huling siglo, at ito ay kinakailangan upang maipaliwanag ang naobserbahang pinabilis na paglawak ng uniberso. Oo, oo - ang uniberso ay hindi lamang lumalawak, ngunit lumalawak nang may pagbilis.

7. Paano mabubuo ang mga wormhole sa uniberso

Lahat ng metric theories of gravity (at Einstein's theory kasama ng mga ito) ay iginigiit ang prinsipyo ng konserbasyon ng topology. Nangangahulugan ito na kung ang isang wormhole ay may isang topology, sa paglipas ng panahon ay hindi na ito magkakaroon ng isa pa. Nangangahulugan din ito na kung ang isang espasyo ay walang topology ng torus, ang mga bagay na may topology ng torus ay hindi maaaring lumabas sa parehong espasyo.

Samakatuwid ang mga ringholes (wormhole na may torus topology) ay hindi maaaring lumitaw sa lumalawak na Uniberso at hindi maaaring mawala! Yung. kung sa panahon ng "big bang" ang topology ay nilabag (ang proseso ng "big bang" ay maaaring hindi inilarawan ng metric theory - halimbawa, ang teorya ni Einstein), pagkatapos ay sa mga unang sandali ng pagsabog, sa "spatio-temporal foam” (isinulat ko ang tungkol dito sa itaas) na mga ringholes, na maaaring maging hindi malalampasan na mga wormhole na may parehong torus topology, ngunit hindi na sila maaaring mawala nang lubusan - kaya tinawag silang mga relic wormhole.

Ngunit ang mga wormhole na may topology ng isang globo sa teorya ni Einstein ay maaaring lumitaw at mawala (bagama't sa isang mahigpit na topological na wika ay hindi ito magiging parehong topology ng isang globo gaya ng para sa mga wormhole na nagkokonekta sa iba't ibang mga uniberso, ngunit hindi ko sisilipin ang mga mathematical jungle na ito dito) . Paano muling mailarawan ang pagbuo ng mga wormhole na may topology ng isang globo sa pamamagitan ng halimbawa ng isang two-dimensional na pagkakatulad - tingnan ang mga figure Blg. 5 - 7 sa Figure 1. Ang gayong dalawang-dimensional na wormhole ay maaaring "lumipad" tulad ng isang bola ng goma ng mga bata sa anumang punto ng isang patag na goma na "uniberso" . Kasabay nito, sa proseso ng naturang "inflation", ang topology ay hindi nilalabag kahit saan - walang mga discontinuities kahit saan. Sa tatlong-dimensional na espasyo (three-dimensional na globo), ang lahat ay nangyayari sa pamamagitan ng pagkakatulad - tulad ng sinabi ko sa itaas.

8. Posible bang gumawa ng time machine mula sa wormhole

Sa mga akdang pampanitikan, makakahanap ka ng maraming iba't ibang nobela tungkol sa isang time machine. Sa kasamaang palad, karamihan sa mga ito ay mga alamat na walang kinalaman sa karaniwang tinatawag na TIME MACHINE sa pisika. Kaya sa pisika, kaugalian na tawagan ang mga saradong linya ng mundo ng mga materyal na katawan sa ilalim ng makina ng oras. Sa ilalim ng linya ng mundo, ang ibig naming sabihin ay ang tilapon ng katawan, na iginuhit hindi sa espasyo, ngunit sa espasyo-oras!

Bukod dito, ang haba ng mga linyang ito ay dapat na may mga macroscopic na sukat. Ang huling kinakailangan ay dahil sa katotohanan na quantum physics(sa microcosm) saradong mundo linya ng mga particle ay negosyo gaya ng dati. Ngunit ang mundo ng quantum ay isang ganap na naiibang bagay. Sa loob nito, halimbawa, mayroong isang quantum epekto ng lagusan, na nagpapahintulot sa microparticle na dumaan sa potensyal na hadlang (sa pamamagitan ng isang opaque na pader). Tandaan ang bayani na si Ivanushka (ginampanan ni Alexander Abdulov) sa pelikulang Wizards, kung saan siya dumaan sa dingding? Isang fairy tale, siyempre, ngunit may dalisay siyentipikong punto Sa pagtingin, ang posibilidad na dumaan sa dingding (quantum tunneling) ay naroroon din sa isang malaking macroscopic na katawan.

Ngunit kung kalkulahin natin ang posibilidad na ito, lumalabas na napakaliit na ang kinakailangang bilang ng mga pagtatangka (na katumbas ng isang hinati sa maliit na posibilidad na ito) na kinakailangan para sa matagumpay na quantum tunneling ay halos infinity. Higit na partikular, ang bilang ng mga naturang pagtatangka ay dapat na lumampas sa bilang ng lahat ng elementarya na mga particle sa Uniberso!

Iyan ay halos pareho sa pagsubok na lumikha ng isang time machine mula sa isang quantum loop - halos hindi kapani-paniwala.

Ngunit bumalik pa rin tayo sa isyu ng paggawa ng time machine gamit ang wormhole. Para dito (tulad ng sinabi ko) kailangan namin ng mga saradong linya ng mundo. Ang ganitong mga linya, sa pamamagitan ng paraan, ay nasa loob ng umiikot na mga itim na butas. Sa pamamagitan ng paraan, mayroon din sila sa ilang mga modelo ng umiikot na Uniberso (solusyon ni Gödel).

Ngunit upang lumitaw ang mga naturang linya sa loob ng mga wormhole, dalawang kondisyon ang dapat matugunan:

Una, ang wormhole ay dapat na isang ringhole, i.e. magkaisa iba't ibang lugar ang parehong uniberso.

At pangalawa, ang wormhole na ito ay dapat umikot nang mabilis (sa tamang direksyon).

Ang pariralang "sapat na mabilis" dito ay nangangahulugan na ang bilis ng bagay sa loob nito ay dapat na malapit sa bilis ng liwanag.

At yun lang? – tanong mo, maaari ba tayong maglakbay sa nakaraan at pabalik? Hindi masagot ng mga physicist ngayon ang tanong na ito nang tama sa matematika. Sa katotohanan ay matematikal na modelo, na kailangang kalkulahin, ay napakakomplikado na imposibleng makabuo ng isang analytical na solusyon. Bukod dito: ngayon ay walang isang solong analytical na solusyon para sa mga ringholes - mayroon lamang mga tinatayang numerical na kalkulasyon na ginawa sa mga computer.

Sa personal, ang aking opinyon ay kahit na posible na makakuha ng isang saradong linya ng mundo, ito ay mawawasak ng bagay (na lilipat sa loop na ito) bago pa man magsara ang loop. Yung. imposible ang isang time machine, kung hindi, maaari tayong bumalik sa nakaraan at, halimbawa, patayin ang ating lola doon bago pa man ipanganak ang kanyang mga anak - isang malinaw na kontradiksyon sa lohika. Yung. posibleng makakuha lamang ng mga time loop na hindi makakaapekto sa ating nakaraan. Para sa parehong lohikal na dahilan, hindi natin makikita ang hinaharap habang nananatili sa kasalukuyan. Sa hinaharap, maaari ka lamang maihatid nang buo at imposibleng makabalik dito kung nakapasok na tayo dito. Kung hindi, ang sanhi ng relasyon sa pagitan ng mga kaganapan ay lalabagin (at sa palagay ko ito ay imposible).

9. Wormhole at walang hanggang paggalaw

Sa katunayan, ang mga wormhole mismo direktang kaugnayan wala silang perpetual motion machine, ngunit sa tulong ng phantom matter (na kinakailangan para sa nakatigil na pagkakaroon ng wormhole), sa prinsipyo, posible na lumikha ng tinatawag na perpetual motion machine ng ikatlong uri.

Naalala ko ang isa sa kamangha-manghang mga katangian phantom matter (tingnan sa itaas): palaging may ganoong frame of reference (gumagalaw na may kaugnayan sa laboratory frame halos sa bilis ng liwanag), kung saan nagiging negatibo ang density ng phantom matter. Isipin ang isang katawan na may negatibong masa (gawa sa phantom matter). Ayon sa batas grabidad ang katawan na ito ay maaakit sa isang ordinaryong katawan na may positibong masa. Sa kabilang banda, ang isang ordinaryong katawan ay kailangang itaboy ang isang katawan na may negatibong masa. Kung ang modulus ng masa ng mga katawan na ito ay pareho, kung gayon ang mga katawan ay "maghahabol" sa isa't isa hanggang sa kawalang-hanggan.

Sa epektong ito nakabatay ang (purely theoretical) na prinsipyo ng operasyon. perpetual motion machine ikatlong uri. Gayunpaman, ang posibilidad ng pagkuha ng enerhiya (para sa mga pangangailangan Pambansang ekonomiya) mula sa prinsipyong ito ay hindi pa mahigpit na napatunayan alinman sa matematika o pisikal hanggang sa kasalukuyan (bagaman ang mga naturang pagtatangka ay paulit-ulit na ginawa).
Bukod dito, ang mga siyentipiko ay hindi at hindi naniniwala sa posibilidad na lumikha ng isang walang hanggang motion machine, at ito ang pangunahing argumento laban sa pagkakaroon ng phantom matter at laban sa mga wormhole ... Sa personal, hindi rin ako naniniwala sa posibilidad na lumikha ng isang perpetual motion machine, ngunit inaamin ko ang posibilidad ng pagkakaroon ng ilang uri ng phantom matter sa kalikasan.

10. Koneksyon sa pagitan ng mga wormhole at black hole

Tulad ng isinulat ko sa itaas, ang unang relic wormhole na maaaring nabuo sa Uniberso pagkatapos ng "big bang" ay maaaring maging hindi madaanan. Yung. ang pagdaan sa kanila ay imposible. Sa wika ng matematika, nangangahulugan ito na lumilitaw ang isang nakakabit na abot-tanaw sa wormhole, kung minsan ay tinatawag ding mala-space na visibility horizon. Kahit na ang liwanag ay hindi makakalabas mula sa ilalim ng bitag na abot-tanaw, at ang ibang bagay ay hindi maaaring higit pa.

Itanong mo: "ano, iba ang horizons?". Oo, may ilang uri ng horizon sa mga teorya ng gravity, at kapag sinabi nilang may horizon ang black hole, kadalasang ibig sabihin ay event horizon.

Sasabihin ko pa: ang isang wormhole ay dapat ding magkaroon ng isang abot-tanaw, ang abot-tanaw na ito ay tinatawag na visibility na abot-tanaw, at mayroon ding ilang mga uri ng gayong mga abot-tanaw. Pero hindi ko na papasok yan dito.

Kaya, kung ang isang wormhole ay hindi madaanan, kung gayon sa panlabas ay halos imposible na makilala ito mula sa isang itim na butas. Ang tanging tanda ng naturang wormhole ay maaari lamang maging isang monopole magnetic field (bagaman ang wormhole ay maaaring wala nito).

Ang pariralang "monopoly field" ay nangangahulugan na ang field ay dumiretso palabas ng wormhole sa isang direksyon, i.e. ang patlang ay maaaring lumabas sa wormhole mula sa lahat ng panig (tulad ng mga karayom ​​ng isang hedgehog), o pumapasok dito mula sa lahat ng panig - tingnan ang Larawan 6.

Ang isang black hole ay may monopolyo magnetic field ipinagbabawal ng tinatawag na "No-Hair Black Hole" theorem.

Para sa isang electric monopole field, ang property na ito ay karaniwang nangangahulugan na sa loob ng surface kung saan ang field ay pumapasok (o lumabas) ay mayroong electric charge. Ngunit ang mga magnetic charge ay hindi natagpuan sa kalikasan, kaya kung ang field ay pumasok sa wormhole sa isa sa mga pasukan, dapat itong iwanan sa kabilang pasukan ng wormhole (o vice versa). Kaya, posible na ipatupad ang isang kawili-wiling konsepto sa teoretikal na pisika, ang konseptong ito ay tinatawag na "singil nang walang bayad".

Nangangahulugan ito na ang isang magnetic wormhole sa bawat pasukan nito ay magmumukhang isang magnetic charge, ngunit ang mga singil ng mga pasukan ay kabaligtaran (+ at -) at samakatuwid ang kabuuang singil ng mga pasukan ng wormhole sero. Sa katunayan, hindi dapat magkaroon ng anumang mga magnetic charge, isang panlabas na magnetic field lamang ang kumikilos na parang sila - tingnan ang Figure 6.

Ang mga traversable wormhole ay may sariling katangian na nagpapakilala sa kanila mula sa mga black hole, at isusulat ko ang tungkol dito sa susunod na seksyon.
Kung ang wormhole ay hindi madaanan, pagkatapos ay sa tulong ng phantom matter maaari itong gawing passable. Ibig sabihin, kung "didiligan" natin ang isang hindi malalampasan na wormhole na may phantom matter mula sa isa sa mga pasukan nito, kung gayon ito ay magiging madadaanan mula sa gilid ng kabaligtaran na pasukan, at kabaliktaran. Totoo, sa kasong ito, ang tanong ay lumitaw at nananatili: paano maipapaalam ng isang manlalakbay (na gustong dumaan sa isang hindi malalampasan na wormhole) sa kanyang katulong sa pasukan ng wormhole sa tapat niya (sarado mula sa kanya ng abot-tanaw) na siya (ang manlalakbay) ay malapit na sa kanyang pasukan at oras na upang simulan ang "pagdidilig" sa kabaligtaran na pasukan ng phantom matter, upang ang wormhole ay maging semi-passable sa direksyon na kailangan ng manlalakbay.

Kaya, para maging ganap na madadaanan ang isang hindi maarok na wormhole, dapat itong "diligan" ng phantom matter mula sa magkabilang pasukan nito nang sabay-sabay. Bukod dito, dapat mayroong sapat na dami ng phantom matter, na kung saan ang isa ay hindi isang madaling tanong, ang sagot dito ay maaari lamang ibigay sa pamamagitan ng isang eksaktong numerical na pagkalkula para sa isang partikular na modelo (ang mga naturang modelo ay nakalkula na mas maaga sa mga publikasyong siyentipiko). Sa astrophysics, mayroong kahit isang expression na ang phantom matter ay napakahirap na natutunaw pa nito ang mga black hole! Totoo, para sa kapakanan ng katarungan, nararapat na sabihin na ang isang itim na butas, na natunaw, ay hindi kinakailangang bumubuo ng isang wormhole.

Ang ordinaryong bagay sa sapat na dami, sa kabaligtaran, "naka-lock" sa wormhole, i.e. ginagawa itong hindi madaanan. Kaya, maaari nating sabihin na sa ganitong kahulugan, ang magkaparehong pagbabago ng mga black hole at wormhole ay posible.

11. Itim at puting butas bilang isang uri ng wormhole

Ipagpalagay ko na hanggang ngayon ang mambabasa ay nasa ilalim ng impresyon na ang mga itim na butas ay mga bagay kung saan walang maaaring lumabas (kabilang ang kahit na liwanag). Ito ay hindi isang ganap na tamang pahayag.

Ang katotohanan ay na sa halos lahat ng mga black hole, ang singularity ay nagtataboy sa bagay (at liwanag) kapag ito ay lumipad nang napakalapit dito (na nasa ibaba ng abot-tanaw ng black hole). Ang isang pagbubukod sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaari lamang ang tinatawag na Schwarzschild black holes, i.e. yung hindi umiikot at walang singil sa kuryente. Ngunit para sa pagbuo ng naturang Schwarzschild black hole, ang generative matter nito ay nangangailangan ng ganitong mga paunang kondisyon, ang sukat na zero sa hanay ng lahat ng posibleng paunang kondisyon!

Sa madaling salita, sa panahon ng pagbuo ng anumang black hole, tiyak na magkakaroon ito ng pag-ikot (kahit na ito ay napakaliit) at tiyak na magkakaroon ng singil sa kuryente (kahit na ito ay elementarya), i.e. ang black hole ay hindi magiging Schwarzschild. Sa mga sumusunod, tatawagin kong totoo ang mga black hole. Ang mga tunay na black hole ay may sariling klasipikasyon: Kerr (para sa umiikot na black hole), Reisner-Nordström (para sa may charge na black hole) at Kerr-Newman (para sa umiikot at may charge na black hole).

Ano ang mangyayari sa isang particle na tinataboy ng singularity sa loob ng isang tunay na black hole?

Ang butil ay hindi na magagawang lumipad pabalik - ito ay sasalungat sa mga batas ng pisika sa isang black hole, dahil bumagsak na ang butil sa ilalim ng horizon ng kaganapan. Ngunit lumalabas na ang topology sa loob ng mga black hole ay lumalabas na hindi mahalaga (kumplikado). Ito ay humahantong sa katotohanan na pagkatapos mahulog sa ilalim ng abot-tanaw ng isang itim na butas, lahat ng bagay, mga particle, liwanag ay inilalabas ng singularity sa isa pang uniberso.

Sa uniberso kung saan lumilipad ang lahat ng ito, mayroong isang puting butas - ang bagay (mga partikulo, liwanag) ay lumilipad palabas dito. Ngunit ang lahat ng mga himala ay hindi nagtatapos doon ... Ang katotohanan ay na sa parehong lugar sa kalawakan kung saan mayroong puting butas na ito (sa ibang uniberso) mayroon ding isang black hole.

Ang bagay na nahulog sa black hole na iyon (sa ibang uniberso) ay nakakaranas ng katulad na proseso at lumilipad palabas sa susunod na uniberso. At iba pa... Bukod dito, ang paggalaw mula sa isang uniberso patungo sa isa pa ay palaging posible lamang sa isang direksyon: mula sa nakaraan hanggang sa hinaharap (sa espasyo-oras). Ang direksyon na ito ay konektado sa sanhi ng relasyon sa pagitan ng mga kaganapan sa anumang espasyo-oras. Sa bisa ng bait at iminumungkahi ng mga siyentipikong lohika na ang sanhi ay hindi dapat masira.

Maaaring may lohikal na tanong ang mambabasa: magkakaroon ba ng puting butas sa ating uniberso - kung saan mayroon nang black hole, at kung saan maaaring lumipad ang bagay sa atin mula sa nakaraang uniberso? Para sa mga espesyalista sa black hole topology, ito ay isang mahirap na tanong at ang sagot dito ay "hindi palaging". Ngunit, sa prinsipyo, ang ganitong sitwasyon ay maaaring maging (kapag ang isang itim na butas sa ating uniberso ay isang puting butas din mula sa isa pa - ang nakaraang uniberso). Sa kasamaang palad, hindi pa natin masagot ang tanong - kung aling sitwasyon ang mas malamang (isang black hole sa ating uniberso kasabay ng white hole mula sa nakaraang uniberso o hindi ba).

Kaya't ang mga naturang bagay - ang mga itim at puting butas ay may isa pang pangalan: "dynamic na mga wormhole." Ang mga ito ay tinatawag na dynamic dahil palagi silang mayroong rehiyon sa ilalim ng abot-tanaw ng isang black hole (ang rehiyong ito ay tinatawag na T-region) kung saan imposibleng lumikha ng isang matibay na frame ng sanggunian, at kung saan ang lahat ng mga particle o bagay ay nasa magpahinga. Sa T-rehiyon, ang bagay ay hindi lamang gumagalaw sa lahat ng oras - ito ay gumagalaw sa lahat ng oras sa isang variable na bilis.

Ngunit sa pagitan ng singularity at ng T-rehiyon sa totoong black hole ay palaging may puwang na may ordinaryong rehiyon, ang rehiyong ito ay tinatawag na R-rehiyon. Sa partikular, ang espasyo sa labas ng black hole ay mayroon ding mga katangian ng isang R-rehiyon. Kaya ang pagtanggi ng bagay mula sa singularity ay nangyayari nang tumpak sa panloob na R-rehiyon.

Figure 7. (Kinuha ng may-akda ang diagram ng Carter-Penrose para sa isang Reisner-Nordström black hole bilang batayan para sa figure) Ang figure sa kaliwa ay schematically na nagpapakita ng isang puwang na may isang non-trivial (kumplikadong) topology ng isang Reisner-Nordström black -at-puting butas (Carter-Penrose diagram). Ang pagdaan ng isang particle sa itim at puting butas na ito ay ipinapakita sa kanan: sa labas ng itim na bilog ay ang panlabas na R-rehiyon, sa pagitan ng berde at itim na mga bilog ay ang T-rehiyon, sa ilalim ng berdeng bilog ay ang panloob na R-rehiyon. at singularidad.

Para sa mga kadahilanang ito, imposibleng kalkulahin at bumuo ng isang solong trajectory para sa isang particle na tumatawid sa isang black-and-white hole sa parehong uniberso nang sabay-sabay. Para sa naturang konstruksiyon, kinakailangan na hatiin ang nais na tilapon sa dalawang seksyon at "tahiin" ang mga seksyong ito nang magkasama sa panloob na R-rehiyon (doon lamang posible na gawin ito) - tingnan ang Figure 7.

Gaya ng isinulat ko kanina, ang mga puwersa ng tidal ay maaaring magwasak ng bagay bago ito makarating sa isa pang uniberso. Bukod dito, sa loob ng isang black-and-white hole, ang maximum ng tidal forces ay naabot sa punto ng pinakamababang radius (sa panloob na R-rehiyon). Kung mas malapit ang tunay na black hole sa mga pag-aari nito sa Schwarzschild, mas malaki ang mga puwersang ito, at mas maliit ang pagkakataon na malampasan ng bagay ang black-and-white hole nang walang pagkasira.

Ang mga katangiang ito ng mga tunay na black hole ay tinutukoy ng sukat ng kanilang pag-ikot (ito ang kanilang angular momentum na hinati sa parisukat ng kanilang masa) at ang sukat ng kanilang singil (ito ang kanilang singil na hinati sa kanilang masa). Ang bawat isa sa mga katangiang ito (mga panukalang ito) ay hindi maaaring higit sa isa para sa mga tunay na black hole. Samakatuwid, kung higit ang alinman sa mga hakbang na ito ay tungo sa pagkakaisa, mas kaunting tidal forces ang nasa ganoong black hole sa pinakamataas nito, at mas maraming pagkakataon para sa matter (o para sa isang tao) na madaig ang ganoong black and white hole nang walang pagkasira. Bukod dito, kahit na parang kabalintunaan ito, kung mas mabigat ang isang tunay na black hole, mas mababa ang lakas ng tidal sa pinakamataas nito!

Ito ay dahil ang tidal forces ay hindi lamang gravitational forces, ngunit ang gradient ng gravitational force (i.e., ang rate ng pagbabago ng gravitational force). Samakatuwid, kung mas malaki ang black hole, mas mabagal ang pagbabago ng mga puwersa ng gravitational dito (sa kabila ng katotohanan na ang mga puwersa ng gravitational mismo ay maaaring maging malaki). Kaya ang gravitational force gradient (i.e. tidal forces) ay magiging mas maliit sa mas malalaking black hole.

Halimbawa, para sa isang black hole na may mass na ilang milyong solar mass (mayroong black hole na may mass na ≈ 4.3 million solar mass sa gitna ng ating galaxy), ang tidal forces sa abot-tanaw nito ay sapat na maliit para sa isang tao. upang lumipad doon at, sa parehong oras, walang hindi naramdaman sa oras ng pagpasa ng abot-tanaw. At sa Uniberso mayroon ding mas mabibigat na black hole - na may mass na ilang bilyong solar mass (tulad ng, halimbawa, sa M87 quasar) ... Ipapaliwanag ko na ang aktibong (maliwanag na maliwanag) nuclei ng malalayong galaxy ay tinatawag na quasars .

Dahil, tulad ng isinulat ko, ang bagay o liwanag ay maaari pa ring lumipad mula sa isang uniberso patungo sa isa pa nang walang pagkawasak sa pamamagitan ng isang itim at puting butas, kung gayon ang mga bagay na iyon ay nararapat na tawaging isa pang uri ng mga wormhole na walang phantom matter. Bukod dito, ang pagkakaroon sa Uniberso ng tiyak na iba't-ibang ito - mga dynamic na wormhole - ay maaaring ituring na praktikal na napatunayan!

Orihinal na video ng may-akda (mula sa kanyang publikasyon) na naglalarawan ng libre, radial na pagkahulog ng dust sphere sa isang black and white hole (lahat ng dust particle sa glow ay kumikinang sa monochrome na berdeng ilaw). Ang radius ng Cauchy horizon ng black-and-white Reisner-Norrdström hole na ito ay 2 beses na mas mababa kaysa sa radius ng outer horizon. Ang tagamasid ay nahuhulog din nang malaya at radially (kasunod ng globo na ito), ngunit mula sa isang medyo mas malaking distansya.

Sa kasong ito, sa simula, ang mga berdeng photon mula sa mga particle ng alikabok ng globo ay umaabot sa tagamasid na may pula (at pagkatapos ay may lila) gravitational shift. Kung ang nagmamasid ay nananatiling hindi gumagalaw na may kaugnayan sa itim-at-puting butas, pagkatapos ay pagkatapos na tumawid sa abot-tanaw ng visibility ng globo, ang redshift ng mga photon para sa nagmamasid ay magiging walang hanggan at hindi na niya magagawang obserbahan ang maalikabok na globo na ito. Ngunit dahil sa libreng pagkahulog ng tagamasid, nakikita niya ang globo sa lahat ng oras (kung hindi mo isinasaalang-alang ang malakas na redshift ng mga photon) - kasama. at ang mga sandali kapag ang globo ay tumatawid sa magkabilang abot-tanaw, at habang ang tagamasid mismo ay tumatawid sa mga abot-tanaw na ito, at kahit na matapos ang globo ay dumaan sa leeg ng dinamikong wormhole na ito (black-and-white hole) — at ang paglabas ng mga particle ng alikabok sa ibang uniberso .

Nasa ibaba ang radius scale para sa observer (minarkahan ng dilaw na marka), ang punto ng dust shell na pinakamalapit sa observer (minarkahan ng berdeng marka), ang punto ng dust shell na pinakamalayo mula sa observer kung saan nagmumula ang mga photon. sa nagmamasid (minarkahan ng manipis na puting marka), pati na rin ang lokasyon ng abot-tanaw Black hole(red label), Cauchy horizon (asul na label), at throat point (purple label).

12.Multiverse

Ang konsepto ng Multiverse ay karaniwang kinikilala sa di-trivial na topology ng espasyo sa paligid natin. Bukod dito, sa kaibahan sa konsepto ng "multiverse" sa quantum physics, ang ibig nilang sabihin ay medyo malalaking sukat ng espasyo kung saan ang mga quantum effect ay maaaring ganap na mapabayaan. Ano ang non-trivial topology? Hayaan akong ipaliwanag ito sa mga simpleng halimbawa. Isipin ang dalawang bagay na hinulma mula sa plasticine: isang ordinaryong tasa na may hawakan at isang platito para sa tasang ito.

Nang walang mga ruptures ng plasticine at walang gluing surface, ngunit sa pamamagitan lamang ng plastic deformation ng plasticine, ang isang platito ay maaaring maging bola, ngunit hindi ito maaaring maging isang tasa o isang bagel. Para sa isang tasa, ang kabaligtaran ay totoo: dahil sa hawakan nito, ang isang tasa ay hindi maaaring gawing platito o bola, ngunit maaari itong gawing bagel. Ang mga ito pangkaraniwang katangian ang mga platito at ang bola ay tumutugma sa kanilang pangkalahatang topology - ang topology ng globo, at ang mga pangkalahatang katangian ng cup at donut - torus topology.

Kaya, ang topology ng isang sphere (isang platito at isang bola) ay itinuturing na walang halaga, at ang isang mas kumplikadong topology ng isang torus (isang tasa at isang bagel) ay itinuturing na hindi mahalaga, bagama't mayroong iba, kahit na higit pa. kumplikadong mga uri ng hindi walang kuwentang topology - hindi lamang ang torus topology. Ang Uniberso sa paligid natin ay binubuo ng hindi bababa sa tatlong spatial (haba, lapad, taas) at isang beses na dimensyon, at ang mga konsepto ng topology ay malinaw na inililipat sa ating mundo.

Kaya, kung ang dalawang magkaibang uniberso na may topology ng isang globo ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan lamang ng isang wormhole (isang dumbbell), kung gayon ang magreresultang uniberso ay magkakaroon din ng isang maliit na topology ng isang globo. Ngunit kung ang dalawang magkaibang bahagi ng parehong uniberso ay konektado sa pamamagitan ng isang wormhole (timbang), kung gayon ang gayong uniberso ay magkakaroon na ng di-maliit na torus topology.

Kung ang dalawang magkaibang uniberso na may topology ng isang globo ay ikinonekta ng dalawa o higit pang wormhole, kung gayon ang magreresultang uniberso ay magkakaroon ng di-trivial na topolohiya. Ang isang sistema ng mga uniberso na magkakaugnay sa pamamagitan ng ilang wormhole ay magkakaroon din ng isang di-trivial na topology kung mayroong hindi bababa sa isang saradong linya na hindi makontrata sa isang punto sa pamamagitan ng anumang makinis na pagpapapangit.

Para sa lahat ng kanilang pagiging kaakit-akit, ang mga wormhole ay may dalawang makabuluhang disbentaha: ang mga ito ay hindi matatag at ang kanilang pag-iral ay nangangailangan ng pagkakaroon ng kakaiba (o multo) na bagay. At kung ang kanilang katatagan ay maaari pa ring maisakatuparan nang artipisyal, kung gayon maraming mga siyentipiko ang hindi naniniwala sa posibilidad ng pagkakaroon ng phantom matter. Batay sa nabanggit, maaaring tila na walang wormhole, ang pagkakaroon ng Multiverse ay imposible. Ngunit lumalabas na hindi ito ganoon: ang pagkakaroon ng mga tunay na black hole ay sapat na para sa pagkakaroon ng Multiverse.

Tulad ng sinabi ko, sa loob ng lahat ng mga itim na butas ay mayroong isang singularidad - ito ay isang rehiyon kung saan ang density ng enerhiya at bagay ay umabot sa walang katapusang mga halaga. Sa halos lahat ng black hole, ang singularity ay nagtataboy sa bagay (at liwanag) kapag ito ay masyadong malapit dito (nasa ibaba na ng horizon ng black hole).

Ang isang pagbubukod sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaari lamang ang tinatawag na Schwarzschild black holes, iyon ay, ang mga hindi umiikot at walang singil sa kuryente. Ang isang Schwarzschild black hole ay may maliit na topology. Ngunit para sa pagbuo ng tulad ng isang Schwarzschild black hole, para sa pagbuo nito, ang mga naturang paunang kondisyon ay kinakailangan, ang sukat na kung saan ay zero sa hanay ng lahat ng posibleng mga paunang kondisyon!

Sa madaling salita, sa panahon ng pagbuo ng anumang black hole, tiyak na magkakaroon ito ng pag-ikot (kahit na ito ay napakaliit) at tiyak na magkakaroon ng singil sa kuryente (kahit na ito ay elementarya), ibig sabihin, ang black hole ay hindi maging Schwarzschild. Tinatawag kong totoo ang mga black hole.

Para sa isang itim na butas ng Schwarzschild, ang singularity ay matatagpuan sa loob ng gitnang globo, na may walang katapusang maliit na lugar. Ang isang tunay na black hole ay may singularity sa isang singsing na nasa equatorial plane sa ilalim ng magkabilang horizon ng black hole. Ito ay nagkakahalaga ng pagdaragdag dito na, hindi katulad ng Schwarzschild, ang isang tunay na black hole ay walang isa, ngunit dalawang horizon. Bukod dito, sa pagitan ng mga abot-tanaw na ito, ang mga palatandaan ng matematika ng espasyo at oras ay nagbabago ng mga lugar (bagaman hindi ito nangangahulugan na ang espasyo at oras mismo ay nagbabago ng mga lugar, tulad ng pinaniniwalaan ng ilang mga siyentipiko).

Ano ang mangyayari sa isang particle na tinataboy ng isang singularity sa loob ng isang tunay na black hole (nasa ibaba nito sa panloob na abot-tanaw)? Ang butil ay hindi na magagawang lumipad pabalik: ito ay sasalungat sa mga batas ng physics at causality sa isang black hole, dahil ang particle ay nahulog na sa ilalim ng horizon ng kaganapan. Ito ay humahantong sa katotohanan na pagkatapos mahulog sa ilalim ng panloob na abot-tanaw ng isang tunay na itim na butas, anumang bagay, mga particle, liwanag ay inilalabas ng singularity sa isa pang uniberso.

Ito ay dahil, hindi tulad ng Schwarzschild black holes, ang topology sa loob ng mga tunay na black hole ay lumalabas na hindi mahalaga. Hindi ba ito kamangha-mangha? Kahit na ang isang maliit na pag-ikot ng isang black hole ay humahantong sa isang radikal na pagbabago sa mga katangian ng topology nito! Sa uniberso na iyon, kung saan lumilipad ang materya, mayroong isang puting butas - lahat ay lumilipad palabas dito. Ngunit ang lahat ng mga himala ay hindi nagtatapos doon ... Ang katotohanan ay na sa parehong lugar sa kalawakan kung saan umiiral ang white hole na ito, sa ibang uniberso, mayroon ding black hole. Ang bagay na nahulog sa black hole na iyon sa ibang uniberso ay nakakaranas ng katulad na proseso at lumilipad palabas sa susunod na uniberso, at iba pa.

Bukod dito, ang paggalaw mula sa isang uniberso patungo sa isa pa ay palaging posible lamang sa isang direksyon - mula sa nakaraan hanggang sa hinaharap (sa espasyo-oras). Ang direksyon na ito ay konektado sa sanhi ng relasyon sa pagitan ng mga kaganapan sa anumang espasyo-oras. Sa bisa ng sentido komun at lohika, iminumungkahi ng mga siyentipiko na ang ugnayang sanhi ay hindi dapat lalabagin. Ang ganitong bagay ay karaniwang tinatawag na black-and-white hole (sa ganitong kahulugan, ang isang wormhole ay maaaring tawaging white-and-white hole). Ito ang Multiverse, na umiiral dahil sa pagkakaroon ng mga tunay na black hole, at para sa pagkakaroon nito ang pagkakaroon ng mga wormhole at phantom matter ay hindi kinakailangan.

Ipinapalagay ko na para sa karamihan ng mga mambabasa ay mahirap isipin na sa parehong rehiyon ng espasyo (sa loob ng parehong globo, na may radius ng black hole horizon) magkakaroon ng dalawang pangunahing magkaibang mga bagay: isang itim at isang puting butas. Ngunit sa mathematically ito ay napatunayang lubos na mahigpit.

Inaanyayahan ko ang mambabasa na isipin ang isang simpleng modelo: pagpasok (at paglabas) sa isang gusaling may umiikot na pinto. Ang pintong ito ay maaari lamang iikot sa isang direksyon. Sa loob ng gusali, ang pasukan at labasan malapit sa pintong ito ay pinaghihiwalay ng mga turnstile, na nagpapahintulot sa mga bisita na dumaan lamang sa isang direksyon (pasukan o labasan), at walang mga turnstile sa labas ng gusali. Isipin na sa loob ng gusali ay hinahati ng mga turnstile na ito ang buong gusali sa 2 bahagi: uniberso No. 1 para sa pag-alis sa gusali at uniberso No. 3 para makapasok dito, at sa labas ng gusali ay mayroong uniberso No. 2 - ang isa kung saan ikaw at ako mabuhay. Sa loob ng gusali, pinapayagan din ng mga turnstile ang paggalaw sa direksyon mula #1 hanggang #3. Ang gayong simpleng modelo ay mahusay na naglalarawan ng pagkilos ng isang itim at puting butas at ipinapaliwanag na sa labas ng gusali, ang mga bisitang pumapasok at lumalabas ay maaaring magbanggaan sa isa't isa, ngunit sa loob ng gusali ay hindi nila magagawa dahil sa unidirectional na paggalaw (pati na rin ang mga particle ng bagay sa ang kaukulang uniberso).

Sa katunayan, ang mga phenomena na kasama ng bagay sa panahon ng naturang pagbuga sa isa pang uniberso ay medyo kumplikadong proseso. Ang mga puwersa ng gravitational tidal, tungkol sa kung saan isinulat ko sa itaas, ay nagsisimulang gampanan ang pangunahing papel sa kanila. Gayunpaman, kung ang bagay na nakapasok sa loob ng black hole ay hindi umabot sa singularity, kung gayon ang tidal forces na kumikilos dito ay palaging nananatiling may hangganan at, sa gayon, sa panimula posible para sa isang robot (o kahit isang tao) na dumaan sa gayong itim -at-puting butas na walang pinsala sa kanya. Bukod dito, mas malaki at mas malaki ang black hole, mas mababa ang lakas ng tidal ay nasa kanilang pinakamataas ...

Maaaring may lohikal na tanong ang mambabasa: magkakaroon ba ng puting butas sa ating Uniberso kung saan mayroon nang black hole, at kung saan maaaring lumipad ang mga bagay sa atin mula sa nakaraang uniberso? Para sa mga espesyalista sa black hole topology, ito ay isang mahirap na tanong, at ang sagot dito ay: "Hindi palaging." Ngunit, sa prinsipyo, maaaring maging ganoon ang sitwasyon - kapag ang isang black hole sa ating Uniberso ay isa ring puting butas mula sa isa pa, nakaraang uniberso. Sagutin ang tanong na "Aling sitwasyon ang mas malamang?" (kung ang black hole sa ating uniberso ay isang puting butas din mula sa nakaraang uniberso o hindi), tayo, sa kasamaang-palad, ay hindi pa maaari.

Siyempre, ngayon at sa malapit na hinaharap, hindi posible na magpadala ng kahit isang robot sa isang black hole, ngunit ang ilan. pisikal na epekto at phenomena na katangian ng wormhole at itim at puting butas, ay may mga kakaibang katangian na ngayon ay malapit na sa kanilang pagtuklas ang obserbasyonal na astronomiya at, bilang resulta, ang pagkatuklas ng gayong mga bagay.

13. Ano ang dapat na hitsura ng isang wormhole sa pamamagitan ng isang malakas na teleskopyo

Tulad ng naisulat ko na, kung ang wormhole ay hindi madaanan, kung gayon ito ay magiging napakahirap na makilala ito mula sa isang black hole. Ngunit kung ito ay madadaanan, pagkatapos ay sa pamamagitan nito maaari mong obserbahan ang mga bagay at bituin sa ibang uniberso.

Larawan 9. (orihinal na guhit ng may-akda)
Ang kaliwang panel ay nagpapakita ng isang bahagi ng mabituing kalangitan na nakikita sa pamamagitan ng isang bilog na butas sa parehong uniberso (1 milyong magkapareho, pantay na distributed na mga bituin). Ang gitnang panel ay nagpapakita ng mabituing kalangitan ng isa pang uniberso na naobserbahan sa pamamagitan ng isang static na wormhole (1 milyong magkakaibang mga larawan mula sa 210,069 magkapareho at pantay na distributed na mga bituin sa ibang uniberso). Ang kanang panel ay nagpapakita ng mabituing kalangitan ng isa pang uniberso na nakikita sa pamamagitan ng itim at puting butas (1 milyong magkakaibang larawan mula sa 58,892 magkapareho at pantay na distributed na mga bituin sa ibang uniberso).

Isaalang-alang ang pinakasimpleng (hypothetical) na modelo ng mabituing kalangitan: napakaraming magkakaparehong mga bituin sa kalangitan, at lahat ng mga bituing ito ay pantay na ipinamamahagi sa celestial sphere. Pagkatapos ang larawan ng langit na ito, na naobserbahan sa pamamagitan ng isang bilog na butas sa parehong uniberso, ay magiging tulad ng ipinapakita sa kaliwang panel ng Figure 9. Ang kaliwang panel na ito ay nagpapakita ng 1 milyong magkakapareho, pantay na pagitan ng mga bituin, kaya ang larawan ay mukhang halos isang pare-parehong pabilog na patch.

Kung pagmamasdan natin ang parehong mabituing kalangitan (sa ibang uniberso) sa pamamagitan ng leeg ng isang wormhole (mula sa ating uniberso), kung gayon ang larawan ng mga larawan ng mga bituin na ito ay magiging katulad ng ipinapakita sa

- Sergey Vladilenovich, ano ang wormhole?

Sa lahat mahigpit na kahulugan hindi. Ang ganitong mga kahulugan ay kinakailangan kapag pinatutunayan mo ang ilang mga theorems, at halos walang mga mahigpit na theorems, samakatuwid, ang mga ito ay higit sa lahat ay limitado sa mga makasagisag na konsepto, mga larawan. Isipin na kumuha kami ng isang bola mula sa aming tatlong-dimensional na espasyo sa isang silid at kinuha ang eksaktong parehong bola sa isa pang silid, at idinikit ang mga nagresultang hangganan ng mga butas na ito. Kaya, kapag sa isang silid kami ay pumasok sa dating bola na ito na naging isang butas, kami ay lumabas sa isa pang silid - mula sa isang butas na nabuo sa lugar ng isa pang bola. Kung ang ating espasyo ay hindi three-dimensional, ngunit two-dimensional, ito ay magmumukhang isang piraso ng papel na may panulat na nakadikit dito. Ang isang three-dimensional na analog at ang pag-unlad nito sa oras ay tinatawag na wormhole.

Paano karaniwang pinag-aaralan ang mga wormhole?

Ito ay isang purong teoretikal na aktibidad. Wala pang nakakita ng mga wormhole, at, sa pangkalahatan, wala pang katiyakan na mayroon pa nga ang mga ito. Ang mga wormhole ay nagsimulang pag-aralan, simula sa tanong: mayroon bang anumang mga mekanismo sa kalikasan na magagarantiya sa atin na ang gayong mga butas ay hindi maaaring umiral sa kalikasan? Ang mga mekanismong ito ay hindi natagpuan, kaya maaari itong ipagpalagay na ang mga wormhole ay isang tunay na kababalaghan.

- Posible ba, sa prinsipyo, na makakita ng wormhole?

Syempre. Kung ang isang tao ay biglang gumapang sa isang naka-lock na silid, kung gayon ikaw ay nagmamasid sa isang wormhole. Ang mga wormhole bilang isang bagay ng pag-aaral ay naimbento at itinaguyod ng American theoretical physicist na si John Wheeler, na, sa kanilang tulong, ay gustong ipaliwanag, hindi hihigit o mas kaunti, ang mga singil sa kuryente. Ipaliwanag natin. Libreng Paglalarawan electric field Mula sa pananaw ng teoretikal na pisika, hindi ito isang napakahirap na gawain. Ngunit upang ilarawan ang electric charge mula sa parehong punto ng view ay napakahirap. Pagsingil ng kuryente lumilitaw sa ganitong kahulugan bilang isang napaka misteryosong bagay: isang uri ng sangkap, hiwalay sa larangan, na hindi maintindihan ang pinagmulan, at hindi malinaw kung paano haharapin ito sa klasikal na pisika. Ang ideya ni Wheeler ay ang mga sumusunod. Sabihin nating mayroon tayong microscopic wormhole na nabutas mga linya ng puwersa- mula sa isang dulo ang mga linyang ito ay pumapasok dito, at mula sa kabilang dulo sila ay lumabas. Ang isang tagamasid sa labas na hindi nakakaalam na ang dalawang dulo na ito ay konektado sa pamamagitan ng mga linya ng puwersa ay mapapansin ang isang bagay bilang isang simpleng globo sa kalawakan, susuriin ang patlang sa paligid nito, at ito ay magiging parang field ng isang point charge. Tila lamang sa nagmamasid na ito ay isang uri ng misteryosong sangkap na may singil, atbp., at lahat ay dahil hindi niya alam na sa katunayan ito ay isang wormhole. Siyempre, ito ay isang napaka-eleganteng ideya, at marami ang sumubok na bumuo nito, ngunit hindi gumawa ng maraming pag-unlad, dahil ang mga electron ay, pagkatapos ng lahat, mga bagay na quantum, at walang sinuman, siyempre, ang nakakaalam kung paano ilarawan ang mga wormhole sa antas ng quantum . Ngunit kung ipagpalagay natin na ang hypothesis ay tama, kung gayon ang mga wormhole ay higit pa sa isang pang-araw-araw na pangyayari, ang lahat ng bagay na may kaugnayan sa koryente ay sa huli ay nakatali sa kanila.

Exotic na bagay - klasikal na konsepto physics, na naglalarawan ng anumang (karaniwang hypothetical) na bagay na lumalabag sa isa o higit pang mga klasikal na kondisyon, o hindi binubuo ng mga kilalang baryon. Mga Katulad na Sangkap maaaring may mga katangian tulad ng negatibong densidad ng enerhiya o pagtataboy sa halip na maakit dahil sa gravity. Ang kakaibang bagay ay ginagamit sa ilang mga teorya, halimbawa, sa teorya ng istraktura ng mga wormhole. Ang pinakatanyag na kinatawan ng kakaibang bagay ay ang vacuum sa isang rehiyon na may negatibong presyon na ginawa ng epekto ng Casimir.

- Ano ang mga wormhole?

Sa mga tuntunin ng teoretikal na paglalakbay, may mga madadaanan at hindi madaanan na mga wormhole. Hindi madaanan - ito ang mga kung saan ang daanan ay nawasak, at ito ay nangyayari nang napakabilis na walang bagay na may oras lamang upang pumunta mula sa isang dulo patungo sa isa pa. Siyempre, ang pangalawang uri ng mga wormhole, na madadaanan, ang pinakakawili-wiling pag-aralan. Mayroong kahit isang magandang teorya na nagsasabi na ang iniisip natin noon bilang napakalaking black hole sa mga sentro ng mga kalawakan ay talagang mga bibig ng mga wormhole. Ang teorya na ito ay halos hindi binuo at hindi natagpuan, siyempre, sa ngayon ay walang kumpirmasyon, ito ay umiiral, sa halip, bilang isang uri ng ideya. Ang kakanyahan nito ay na sa labas ng wormhole ay makikita mo lamang na sa gitna ng kalawakan ay mayroong isang tiyak na spherically simetriko na bagay, ngunit kung ano ito - isang wormhole o isang black hole - hindi mo masasabi, dahil nasa labas ka ng bagay na ito.

Sa katunayan, maaari silang makilala lamang sa pamamagitan ng isang parameter - masa. Kung ang masa ay lumalabas na negatibo, kung gayon ito ay malamang na isang wormhole, ngunit kung ang masa ay positibo, kung gayon ang karagdagang impormasyon ay kailangan dito, dahil ang isang itim na butas ay maaari ding maging isang wormhole. Ang negatibong masa sa pangkalahatan ay isa sa mga pangunahing sandali ng buong kuwento na may mga wormhole. Dahil para maging passable, ang isang wormhole ay dapat punan ng tinatawag na exotic substance, isang substance na ang energy density ay negatibo man lang sa mga lugar, sa ilang mga punto. Sa klasikal na antas, walang sinuman ang nakakita ng ganoong sangkap, ngunit alam nating sigurado na maaari itong, sa prinsipyo, umiral. Nairehistro na ang mga quantum effect na humahantong sa paglitaw ng naturang substance. Ito ay isang medyo kilalang phenomenon at tinatawag na Casimir effect. Ito ay opisyal na nakarehistro. At ito ay tiyak na konektado sa pagkakaroon ng negatibong density ng enerhiya, na kung saan ay lubhang kagila.

Ang epekto ng Casimir ay isang epekto na binubuo ng magkaparehong atraksyon ng pagsasagawa ng mga katawan na hindi sinisingil sa ilalim ng pagkilos ng mga pagbabago sa dami sa vacuum. Kadalasan, pinag-uusapan natin ang tungkol sa dalawang magkatulad na hindi naka-charge na ibabaw ng salamin na inilagay Malapitan, ngunit ang epekto ng Casimir ay umiiral din para sa mas kumplikadong mga geometry. Ang sanhi ng epekto ay pagbabagu-bago ng enerhiya pisikal na vacuum dahil sa patuloy na pagsilang at pagkawala ng mga virtual na particle sa loob nito. Ang epekto ay hinulaang ng Dutch physicist na si Hendrik Casimir noong 1948 at kalaunan ay nakumpirma sa pamamagitan ng eksperimento.

Sa pangkalahatan, sa quantum science, ang negatibong density ng enerhiya ay medyo karaniwang bagay, na nauugnay, halimbawa, sa pagsingaw ni Hawking. Kung mayroong ganoong density, maaari nating itanong ang sumusunod na tanong: gaano kalaki ang masa ng isang black hole (ang parameter ng gravitational field na nilikha nito)? Mayroong solusyon sa problemang ito na naaangkop sa mga black hole - iyon ay, mga bagay na may positibong masa, at mayroong solusyon na naaangkop sa negatibong masa. Kung mayroong sapat na kakaibang bagay sa wormhole, kung gayon ang panlabas na masa ng bagay na ito ay magiging negatibo. Samakatuwid, ang isa sa mga pangunahing uri ng "obserbasyon" ng mga wormhole ay ang pagsubaybay sa mga bagay na maaaring ipagpalagay na may negatibong masa. At kung makakita tayo ng ganoong bagay, pagkatapos ay may sapat na malaking bahagi posibilidad na posibleng sabihin na ito ay isang wormhole.

Ang mga wormhole ay nahahati din sa intra-world at inter-world. Kung sisirain natin ang lagusan sa pagitan ng dalawang bibig ng pangalawang uri ng mga butas, makikita natin ang dalawang ganap na walang kaugnayang uniberso. Ang nasabing wormhole ay tinatawag na interworld. Ngunit kung gagawin natin ang parehong at makita na ang lahat ay maayos - nanatili tayo sa parehong Uniberso - kung gayon mayroon tayong intraworld wormhole. Ang dalawang uri ng wormhole ay may maraming pagkakatulad, ngunit mayroon din mahalagang pagkakaiba. Ang katotohanan ay ang isang intraworld wormhole, kung mayroon man, ay may posibilidad na maging isang time machine. Sa totoo lang, ito ay laban sa background ng pagpapalagay na ito na ang huling surge ng interes sa wormhole ay lumitaw.

Wormhole gaya ng naisip ng isang artista

©depositphotos.com

Sa kaso ng isang intraworld wormhole, mayroong dalawa iba't ibang paraan tumingin sa isang kapitbahay: direkta sa pamamagitan ng tunnel o sa isang paikot-ikot na paraan. Kung sinimulan mong ilipat ang isang bibig ng wormhole na may kaugnayan sa isa pa, kung gayon, alinsunod sa kilalang kambal na kabalintunaan, ang pangalawang tao, na bumalik mula sa paglalakbay, ay mas bata kaysa sa natitira. At sa kabilang banda, kapag tumingin ka sa lagusan - pareho kayong nakaupo sa mga laboratoryo na hindi gumagalaw, sa iyong pananaw, walang nangyayari sa iyo, ang iyong mga orasan ay naka-synchronize. Kaya, mayroon kang teoretikal na posibilidad na sumisid sa tunnel na ito at makalabas sa isang sandali na, mula sa punto ng view ng isang panlabas na tagamasid, nauuna ang sandali kung kailan ka sumisid. Isinasaayos sa isang naaangkop na antas, ang pagkaantala ay magbibigay ng posibilidad ng naturang pabilog na paglalakbay sa espasyo-oras kapag bumalik ka sa panimulang lugar pag-alis at pakikipagkamay sa dati mong pagkakatawang-tao.

Ang kambal na kabalintunaan ay isang eksperimento sa pag-iisip na sumusubok na "patunayan" ang hindi pagkakapare-pareho espesyal na teorya relativity. Ayon sa SRT, mula sa punto ng view ng "nakatigil" na mga tagamasid, ang lahat ng mga proseso ng gumagalaw na mga bagay ay bumagal. Sa kabilang banda, idineklara ng prinsipyo ng relativity ang pagkakapantay-pantay ng mga inertial frames of reference. Batay dito, nabuo ang isang argumento na humahantong sa isang maliwanag na kontradiksyon. Para sa kalinawan, isinasaalang-alang ang kuwento ng dalawang kambal na kapatid. Ang isa sa kanila (isang manlalakbay) ay sumakay sa isang space flight, at ang pangalawa (isang homebody) ay nananatili sa Earth. Kadalasan, ang "kabalintunaan" ay binubuo ng mga sumusunod:

Mula sa pananaw ng homebody, ang gumagalaw na orasan ng manlalakbay ay may mabagal na oras ng pagtakbo, kaya kapag bumabalik, dapat itong nasa likod ng orasan ng homebody. Sa kabilang banda, ang Earth ay gumagalaw na may kaugnayan sa manlalakbay, kaya ang orasan ng homebody ay dapat na nasa likod. Sa katunayan, ang mga kapatid ay pantay, samakatuwid, pagkatapos bumalik, ang kanilang mga relo ay dapat magpakita ng parehong oras. Gayunpaman, ayon sa SRT, mahuhuli ang relo ng manlalakbay. Sa gayong paglabag sa maliwanag na simetrya ng magkakapatid, nakikita ang isang kontradiksyon.

Ano ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang wormhole at isang black hole?

Una sa lahat, dapat sabihin na mayroong dalawang uri ng mga itim na butas - ang mga nabuo bilang isang resulta ng pagbagsak ng mga bituin, at ang mga orihinal na umiiral, ay lumitaw kasama ang paglitaw ng Uniberso mismo. Ang mga ito ay dalawang pangunahing iba't ibang uri black hole. Noong unang panahon, may isang "white hole", ngayon ay bihira na itong ginagamit. Ang isang puting butas ay ang parehong itim na butas, ngunit umuusbong pabalik sa panahon. Ang bagay ay lumilipad lamang sa isang black hole, ngunit hinding-hindi makakatakas mula doon. Mula sa isang puting butas, sa kabaligtaran, ang bagay ay lilipad lamang, ngunit imposibleng makapasok dito sa anumang paraan. Sa katunayan, ito ay isang napaka-natural na bagay, kung ating matatandaan na ang Pangkalahatang Teorya ng Relativity ay simetriko sa oras, na nangangahulugan na kung mayroong mga itim na butas, dapat na mayroong mga puti. Ang kanilang kabuuan ay isang wormhole.

Black hole sa representasyon ng artist

©VICTOR HABBICK VISIONS/SPL/Getty

- Ano ang nalalaman tungkol sa panloob na kaayusan mga wormhole?

Sa ngayon, ang mga modelo ay binuo lamang sa ganitong kahulugan. Sa isang banda, alam namin na ang hitsura ng kakaibang bagay na ito ay maaaring makita kahit na sa eksperimento, at mayroon pa ring maraming mga katanungan. Ang tanging modelo ng isang wormhole na kilala sa akin na higit o hindi gaanong pare-pareho sa realidad ay ang modelo ng isang wormhole sa simula (mula sa simula ng Universe). Dahil sa pagsingaw na ito, ang naturang butas ay nananatiling madadaanan sa loob ng mahabang panahon.

- Ano ba talaga ang ginagawa mo?

Ako ay nakikibahagi sa purong teoretikal na aktibidad, kung ano ang karaniwang tinatawag na sanhi ng istraktura ng espasyo-oras ay teoryang klasiko Relativity, minsan semiclassical (quantum, tulad ng alam natin, ay hindi pa umiiral).

Sa klasikal na di-relativistikong teorya, ang isa ay makakabuo ng sapat matibay na ebidensya na maaaring walang paglalakbay sa oras, ngunit walang ganoong katibayan sa pangkalahatang relativity. At si Einstein, noong siya ay nagbuo pa lamang ng kanyang teorya, ay alam ito. Iniisip niya kung may paraan ba para maalis ang posibilidad na iyon. Pagkatapos ay hindi niya nakayanan ang gawaing ito, tulad ng sinabi niya sa kalaunan. At kahit na lumikha si Einstein ng isang wika upang pag-aralan ang isyung ito, ang gawain ay nanatiling akademiko. Ang pagsulong ng interes dito ay naganap noong huling bahagi ng 1940s, nang iminungkahi ni Gödel ang isang modelong kosmolohikal na naglalaman ng mga saradong kurba. Ngunit dahil ang Gödel ay palaging nag-aalok ng isang bagay na kakaiba, ito ay ginagamot nang may interes, ngunit walang malubhang pang-agham na kahihinatnan. At pagkatapos, sa isang lugar sa pagtatapos ng huling siglo, salamat pangunahin sa science fiction - halimbawa, ang pelikulang "Makipag-ugnay" kay Jodie Foster - muling nabuhay ang interes sa paksa ng paglalakbay sa oras gamit ang mga wormhole. Ang may-akda ng nobela, kung saan nakasulat ang script ng pelikula, ay isang napaka sikat na astronomo, popularizer ng agham, si Carl Sagan. Sineseryoso niya ang bagay na iyon at tinanong niya ang kanyang kaibigan, isang napaka sikat na relativist, si Kip Thorne, upang makita kung ang lahat ng inilarawan sa pelikula ay posible mula sa punto ng view ng agham. At naglathala siya ng isang semi-tanyag na artikulo sa magazine para sa mga guro sa pisika ng Amerikano na "Wormholes bilang isang tool para sa pag-aaral ng General Theory of Relativity", kung saan isinasaalang-alang niya ang posibilidad ng paglalakbay sa oras sa pamamagitan ng mga wormhole. At dapat sabihin na kung gayon science fiction ang ideya ng paglalakbay sa mga black hole ay popular. Ngunit naunawaan niya na ang isang itim na butas ay isang ganap na hindi madaanan na bagay - ang paglalakbay sa kanila ay imposible, kaya itinuturing niya ang mga wormhole bilang isang pagkakataon para sa paglalakbay sa oras. Kahit na ito ay kilala noon, ngunit sa ilang kadahilanan ay napagtanto ng mga tao ang kanyang mga konklusyon bilang isang ganap na sariwang ideya, at nagmadali upang siyasatin ito. Bukod dito, ang diin ay sa pag-aakalang hindi maaaring umiral ang isang time machine, ngunit nagpasya kaming alamin kung bakit. At medyo mabilis na dumating ang pagkaunawa na walang malinaw na pagtutol sa pagkakaroon ng naturang makina sa lahat. Mula noon, higit sa malawakang pananaliksik nagsimulang lumabas ang mga teorya. Talaga, ginagawa ko na ito mula pa noon.

Ang Contact ay isang 1997 science fiction na pelikula. Sa direksyon ni Robert Zemeckis. Pangunahing plot: Inialay ni Ellie Arroway (Judy Foster) ang kanyang buong buhay sa agham, naging miyembro siya ng isang proyekto upang maghanap ng extraterrestrial intelligence. Ang lahat ng mga pagtatangka upang maghanap ng mga extraterrestrial na signal ay walang bunga, at ang hinaharap ng kanyang proyekto ay nasa panganib. Nawalan ng pag-asa si Ellie na makahanap ng suporta, ngunit hindi inaasahang nakatanggap ng tulong mula sa sira-sirang bilyonaryo na si Hadden. At narito ang resulta - kinuha ni Ellie ang signal. Ipinapakita ng signal decoding na naglalaman ito ng paglalarawan ng isang teknikal na device. Ang layunin nito ay hindi malinaw, ngunit ang isang lugar para sa isang tao ay binalak sa loob.

Pagkatapos gawin at ilunsad ang device, si Ellie ay naglalakbay sa wormhole system at dinala, malamang sa isang planeta sa ibang sistema ng bituin. Pagkagising doon, sa dalampasigan, nakilala niya ang isang kinatawan ng isa pang sibilisasyon, na pinili ang imahe ng kanyang yumaong ama. Sa pagtingin sa paligid, napagtanto ng pangunahing tauhang babae na ang lugar na ito ay muling nilikha ng isang dayuhan na isip sa kanyang isip sa imahe ng isang guhit na kanyang iginuhit noong bata pa. Sinabi sa kanya ng dayuhan na pinapayagan ka ng device na ayusin ang isang sistema ng mga interstellar na komunikasyon, at ang Earth mula ngayon ay magiging miyembro ng komunidad ng mga sibilisasyon ng Uniberso.

Bumalik si Ellie sa Earth. Mula sa pananaw ng mga tagamasid sa labas, walang nangyari sa kanya pagkatapos ng paglulunsad ng pag-install, at ang kanyang katawan ay hindi umalis sa ating planeta. Kasama si Ellie kabalintunaan na sitwasyon. Bilang isang siyentipiko, mula sa punto ng view ng mahigpit na agham, hindi niya makumpirma ang kanyang mga salita sa anumang paraan. Lumalabas din ang isa pang pangyayari: ang video camera na naka-attach kay Ellie sa panahon ng paglalakbay ay walang naitala, ngunit ang tagal ng walang laman na pag-record ay hindi ilang segundo, ngunit 18 oras ...

Posible bang "gumawa" ng wormhole?

Tungkol lamang dito mayroong isang mahigpit na resultang pang-agham. Ito ay dahil sa ang katunayan na walang eksaktong mga resulta sa pag-aaral ng mga wormhole. Mayroong isang teorama na napatunayan nang napakahabang panahon, at ito ang sinasabi nito. Mayroong isang bagay tulad ng global hyperbolicity. AT kasong ito Hindi mahalaga kung ano ang ibig sabihin nito, ngunit ang punto ay habang at dahil ang espasyo ay hyperbolic sa buong mundo, imposibleng lumikha ng isang wormhole - maaari itong umiral sa kalikasan, ngunit hindi ito gagana upang gawin ito sa iyong sarili. Kung pinamamahalaan mong basagin ang pandaigdigang hyperbolicity, marahil maaari kang lumikha ng isang wormhole. Ngunit ang katotohanan ay ang paglabag na ito sa kanyang sarili ay isang kakaibang bagay, kaya hindi gaanong naiintindihan at hindi gaanong naiintindihan, na ang side effect ng pagsilang ng isang wormhole ay medyo maliit na bagay kumpara sa mismong katotohanan na nagawa mong lumabag sa pandaigdigang hyperbolicity . Mayroong isang napaka-tanyag na bagay na nangyayari dito na tinatawag na "mahigpit na cosmic censorship na prinsipyo" na nagsasabing ang espasyo ay palaging hyperbolic sa buong mundo. Ngunit ito, sa prinsipyo, ay walang iba kundi isang pagnanais. Walang katibayan na ang prinsipyong ito ay totoo, mayroon lamang ilan tiwala sa loob, likas sa maraming tao, ang space-time ay dapat na hyperbolic sa buong mundo. Kung ito ay gayon, imposibleng lumikha ng isang wormhole - kailangan mong maghanap ng isang umiiral na. Samantala, ang matinding pag-aalinlangan tungkol sa katapatan ng prinsipyo ng cosmic censorship ay ipinahayag ng may-akda mismo - si Roger Penrose, ngunit iyon ay isa pang kuwento.

- Iyon ay, ang ilang malubhang gastos sa enerhiya ay kinakailangan upang lumikha ng isang wormhole?

Napakahirap magsabi ng isang bagay dito. Ang problema ay kapag ang iyong pandaigdigang hyperbolicity ay nilabag, ang predictability ay nilalabag din sa parehong oras - ito ay halos ang parehong bagay. Maaari mong kahit papaano ay geometrical na baguhin ang espasyo sa paligid mo, halimbawa, kumuha ng bag at ilagay ito sa ibang lugar. Ngunit may ilang mga limitasyon kung saan maaari mong gawin ito, lalo na ang limitasyon na ipinataw ng predictability. Halimbawa, minsan masasabi mo kung ano ang mangyayari sa loob ng 2 segundo, at kung minsan ay hindi mo magagawa. Ang gilid ng kung ano ang maaari o hindi mo mahulaan ay tiyak na nakasalalay sa pandaigdigang hyperbolicity. Kung ang iyong space-time ay hyperbolic sa buong mundo, maaari mong hulaan ang ebolusyon nito. Kung ipagpalagay natin na sa isang punto ay lumalabag ito sa pandaigdigang hyperbolicity, ang lahat ay nagiging napakasama sa predictability. Samakatuwid, ang isang kamangha-manghang bagay ay lumitaw, halimbawa, na dito at ngayon ang isang wormhole ay maaaring magkatotoo, kung saan ang isang leon ay tumalon. Ito ay magiging isang kakaibang kababalaghan, ngunit hindi ito lalabag sa anumang mga batas ng pisika. Sa kabilang banda, maaari kang gumastos ng maraming pagsisikap, pera at mga mapagkukunan upang mapadali ang prosesong ito. Ngunit ang resulta ay magiging pareho pa rin - sa parehong mga kaso, hindi mo alam kung ang isang wormhole ay lilitaw o hindi. Sa klasikal na pisika, wala tayong magagawa tungkol dito - kung gusto nito, lilitaw ito, kung ayaw nito, hindi ito lilitaw - ngunit ang quantum science ay hindi pa nagbibigay sa atin ng anumang mga pahiwatig sa bagay na ito.

Ang prinsipyo ng "cosmic censorship" ay binuo noong 1969 ni Roger Penrose sa sumusunod na matalinghagang anyo: "Ang kalikasan ay kinasusuklaman ang hubad na singularidad." Ito ay nagsasaad na ang space-time singularities ay lumilitaw sa mga lugar na, tulad ng panloob na mga lugar ang mga black hole ay nakatago sa mga nagmamasid. Ang prinsipyong ito ay hindi pa napatunayan, at may mga dahilan upang pagdudahan ang ganap na kawastuhan nito (halimbawa, ang pagbagsak ng dust cloud na may malaking angular na momentum ay humahantong sa isang "hubad na singularity", ngunit hindi alam kung ang solusyon na ito ng Ang mga equation ng Einstein ay matatag na may paggalang sa mga maliliit na kaguluhan ng paunang data).

Ang pormulasyon ni Penrose (isang malakas na anyo ng cosmic censorship) ay nagmumungkahi na ang spacetime sa kabuuan ay hyperbolic sa buong mundo.

Nang maglaon, iminungkahi ni Stephen Hawking ang isa pang pormulasyon (isang mahinang anyo ng cosmic censorship), kung saan ang pandaigdigang hyperbolicity ng "hinaharap" na bahagi ng space-time ang ipinapalagay.

Ang sangkatauhan ay ginalugad ang mundo sa kanyang sarili sa isang walang uliran na bilis, ang teknolohiya ay hindi tumitigil, at ang mga siyentipiko ay nangungulit sa lakas at pangunahing matatalas na isipan ang mundo. 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. Masyadong 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 ang pinakadakilang misteryo Universe - Mga wormhole.

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 napakalaking distansya nang hindi gumugugol ng napakalaking dami 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 pamamagitan ng 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.

Ang paglalakbay sa kalawakan at oras ay posible hindi lamang sa science fiction na mga pelikula at science fiction na libro, kaunti pa at maaari itong maging isang katotohanan. Maraming kilalang at iginagalang na mga espesyalista ang nagtatrabaho sa pag-aaral ng naturang phenomenon bilang isang wormhole at isang space-time tunnel.

Ang wormhole, sa kahulugan ng physicist na si Eric Davis, ay isang uri ng cosmic tunnel, na tinatawag ding leeg, na nag-uugnay sa dalawang malalayong rehiyon sa Uniberso o dalawang magkaibang Uniberso, kung may ibang Uniberso, o dalawang magkaibang yugto ng panahon, o magkaibang spatial na sukat. . Sa kabila ng katotohanan na ang pag-iral ay hindi napatunayan, ang mga siyentipiko ay sineseryoso na isinasaalang-alang ang lahat ng mga uri ng mga paraan upang magamit ang mga madadaanan na wormhole, sa kondisyon na mayroon sila, upang madaig ang distansya sa bilis ng liwanag, at maging ang paglalakbay sa oras.

Bago gumamit ng mga wormhole, kailangang hanapin sila ng mga siyentipiko. Ngayon, sa kasamaang-palad, walang nakitang ebidensya ng pagkakaroon ng mga wormhole. Ngunit kung umiiral ang mga ito, ang kanilang lokasyon ay maaaring hindi kasing hirap na tila sa unang tingin.

Ano ang mga wormhole?

Sa ngayon, mayroong ilang mga teorya ng pinagmulan ng mga wormhole. Ang mathematician na si Ludwig Flamm, na naglapat ng mga equation ng relativity ni Albert Einstein, ay unang lumikha ng terminong "wormhole", na naglalarawan sa proseso kung kailan maaaring ibaluktot ng gravity ang espasyo ng oras na nauugnay sa tela ng pisikal na realidad, bilang resulta kung saan ang isang space-time tunnel ay nabuo.

Si Ali Evgün, ng Eastern Mediterranean University sa Cyprus, ay nagmumungkahi na ang mga wormhole ay nangyayari sa mga lugar kung saan ang dark matter ay siksik. Ayon sa teoryang ito, maaaring umiral ang mga wormhole sa mga panlabas na rehiyon milky way kung saan mayroong madilim na bagay, at sa loob ng iba pang mga kalawakan. Sa matematika, nagawa niyang patunayan na mayroong lahat ng kinakailangang kondisyon para sa pagkumpirma ng teoryang ito.

"Sa hinaharap, posible na hindi direktang obserbahan ang mga naturang eksperimento, tulad ng ipinapakita sa pelikulang Interstellar," sabi ni Ali Evgun.

Napagpasyahan ni Thorne at ng ilang siyentipiko na kahit na dahil sa mga kinakailangang kadahilanan ay nabuo ang ilang uri ng wormhole, malamang na bumagsak ito bago dumaan dito ang anumang bagay o tao. Aabutin ng mahabang panahon upang mapanatili ang wormhole na bukas nang sapat. malaking bilang ng tinatawag na "exotic matter". Ang isa sa mga anyo ng natural na "exotic matter" ay madilim na enerhiya, ipinaliwanag ni Davis ang pagkilos nito tulad ng sumusunod: "presyon, ang halaga nito ay mas mababa kaysa sa presyon ng atmospera, ay lumilikha ng isang gravitational-repulsive na puwersa, na nagtutulak naman. panloob na espasyo ang ating uniberso palabas, na nagbubunga ng inflationary expansion ng uniberso.”

Ang gayong kakaibang materyal bilang madilim na bagay ay limang beses na mas karaniwan sa Uniberso kaysa sa mga ordinaryong sangkap. Hanggang ngayon, hindi pa natutuklasan ng mga siyentipiko ang mga kumpol ng dark matter o dark energy, kaya marami sa kanilang mga katangian ay hindi alam. Ang pag-aaral ng kanilang mga ari-arian ay nangyayari sa pamamagitan ng pag-aaral ng espasyo sa kanilang paligid.

Sa pamamagitan ng isang wormhole sa pamamagitan ng oras - katotohanan?

Ang ideya ng paglalakbay sa oras ay medyo popular hindi lamang sa mga mananaliksik. Ang paglalakbay ni Alice sa Looking Glass sa nobela ng parehong pangalan ni Lewis Carroll ay batay sa teorya ng wormhole. Ano ang space-time tunnel? Ang rehiyon ng espasyo sa dulong dulo ng lagusan ay dapat na namumukod-tangi mula sa lugar sa paligid ng pasukan dahil sa mga pagbaluktot, parang repleksyon sa mga hubog na salamin. Ang isa pang palatandaan ay maaaring ang puro paggalaw ng liwanag na itinuro sa wormhole tunnel ng mga agos ng hangin. Tinawag ni Davis ang kababalaghan sa harap na dulo ng wormhole na "rainbow caustic effect." Ang ganitong mga epekto ay maaaring makita mula sa malayo. "Plano ng mga astronomo na gumamit ng mga teleskopyo upang manghuli ng mga phenomena na ito ng bahaghari, na naghahanap ng isang natural, o kahit na hindi likas na nilikha, na madadaanan na wormhole," sabi ni Davis. - "Hindi ko narinig na ang proyekto ay lumabas pa rin sa lupa."

Bilang bahagi ng kanyang pananaliksik sa mga wormhole, iminungkahi ni Thorne ang teorya na ang isang wormhole ay maaaring gamitin bilang isang time machine. mga eksperimento sa pag-iisip na nauugnay sa paglalakbay sa oras ay madalas na nakakaharap ng mga kabalintunaan. Marahil ang pinakatanyag sa mga ito ay ang kabalintunaan ng lolo: Kung ang isang explorer ay naglalakbay pabalik sa nakaraan at papatayin ang kanyang lolo, ang taong iyon ay hindi maisilang, at samakatuwid ay hindi na babalik sa nakaraan. Maaari itong ipagpalagay, na Pabalik sa paglalakbay sa oras, ayon kay Davis, ang gawain ni Thorne ay nagbukas ng mga bagong paraan para galugarin ng mga siyentipiko.

Ghost Link: Wormholes at ang Quantum Realm

"Ang buong industriya ng kubo ng teoretikal na pisika ay lumago mula sa mga teorya na humantong sa pag-unlad ng iba pang mga spatiotemporal na pamamaraan na gumagawa ng inilarawan na mga sanhi ng mga kabalintunaan na nauugnay sa time machine," sabi ni Davis. Sa kabila ng lahat, ang posibilidad ng paggamit ng wormhole para sa paglalakbay sa oras ay umaakit sa parehong mga tagahanga ng science fiction at sa mga gustong baguhin ang kanilang nakaraan. Naniniwala si Davis, batay sa modernong mga teorya na upang makagawa ng time machine mula sa isang wormhole, ang mga daloy sa isa o magkabilang dulo ng tunnel ay kailangang pabilisin sa bilis na papalapit sa bilis ng liwanag.

"Batay dito, magiging lubhang mahirap na bumuo ng isang time machine batay sa isang wormhole," sabi ni Davis. "Tungkol dito, magiging mas madaling gumamit ng mga wormhole para sa interstellar na paglalakbay sa kalawakan."

Iminungkahi ng ibang mga physicist na ang wormhole time travel ay maaaring mag-trigger ng napakalaking build-up ng enerhiya na sisira sa tunnel bago ito magamit bilang isang time machine, isang proseso na kilala bilang isang quantum backlash. Gayunpaman, nakakatuwang mangarap tungkol sa potensyal ng mga wormhole: "Isipin ang lahat ng posibilidad na makukuha ng mga tao kung makakahanap sila ng paraan, ano ang magagawa nila kung makakapaglakbay sila ng oras?" Sabi ni Davis. "Ang kanilang mga pakikipagsapalaran ay magiging lubhang kawili-wili, upang sabihin ang hindi bababa sa."

HIGIT PA kamangha-manghang mga artikulo

Larawan mula sa International istasyon ng kalawakan kapansin-pansing mga kulay kahel na guhit ng hangin na pumapasok atmospera ng lupa. Bagong eksperimento Obserbahan ng NASA Atmospheric Wave Research ang phenomenon na ito mula sa taas ng orbital station upang...

Ruso ahensya ng kalawakan Ang Roscosmos ay pumirma ng isang kasunduan sa US space travel company na Space Adventures na magpalipad ng dalawang pasahero sa ISS sa 2021. Hindi tulad ng mga nakaraang paglulunsad, ang dalawang turistang ito ay pupunta...

Naniniwala ang mga mananaliksik na ang maliliit na kumpol hangin sa lupa pumunta sa malalim na espasyo malayo sa orbit ng buwan. Lumalabas na ang geocorona ng Earth (isang maliit na ulap ng hydrogen atoms) ay nakaunat ng 630,000 km sa kalawakan. Para maintindihan mo, L...

Epekto ng mga mananaliksik solar wind sa ibabaw ng buwan, pinaniniwalaan na ang kontak na ito ay nakakalikha ng isang mahalagang bahagi ng tubig. Ang sangkatauhan ay hindi magagawa nang walang tubig, kaya mayroong seryosong problema sa pangmatagalan...

Pagkatapos ng isang taon na ginugol sa kalawakan ang immune system Ang astronaut na si Scott Kelly ay nagpatunog ng alarma. Napansin din ng mga mananaliksik na ang ilan sa mga gene nito ay nagbago ng aktibidad. Ang mga pag-aaral ay binanggit kapag inihambing ang pagganap sa kanyang kambal na kapatid ...

Ang wormhole ay isang teoretikal na daanan sa spacetime na maaaring lubos na paikliin ang malayuang paglalakbay sa buong uniberso sa pamamagitan ng paglikha mga shortcut sa pagitan ng mga destinasyon. Ang pagkakaroon ng mga wormhole ay hinuhulaan ng teorya ng relativity. Ngunit kasama ng kaginhawahan, maaari din silang magdala ng matinding panganib: ang panganib ng biglaang pagbagsak, mataas na radiation at mapanganib na mga kontak sa kakaibang bagay.

Ang teorya ng wormhole, o "wormhole"

Noong 1935, iminungkahi ng mga physicist na sina Albert Einstein at Nathan Rosen ang pagkakaroon ng "mga tulay" sa space-time gamit ang theory of relativity. Ang mga landas na ito, na tinatawag na Einstein-Rosen bridges o wormhole ("wormhole"), ay nag-uugnay sa dalawang iba't ibang puntos sa space-time, ayon sa teorya ay lumilikha ng pinakamaikling corridor na nagpapaikli sa distansya at oras ng paglalakbay.

Ang mga wormhole ay may, kumbaga, dalawang bibig na konektado ng isang karaniwang leeg. Ang mga bibig ay malamang na may spherical na hugis. Ang lalamunan ay maaaring isang tuwid na seksyon, ngunit maaari rin itong umikot, nagiging mas mahaba ang karaniwang ruta.

Ang pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein ay mathematically na hinuhulaan ang pagkakaroon ng "wormhole" (wormhole), ngunit wala pang natuklasan hanggang sa kasalukuyan. Ang isang wormhole na may negatibong masa ay maaaring masubaybayan dahil sa epekto ng gravity nito sa liwanag na dumadaan.

Ang ilang mga solusyon ng pangkalahatang teorya ng relativity ay nagpapahintulot sa pagkakaroon ng "wormhole", bawat pasukan (bibig) na kung saan ay isang black hole. Gayunpaman, ang mga natural na black hole na nabuo bilang isang resulta ng pagbagsak ng isang namamatay na bituin ay hindi mismo lumikha ng isang wormhole.

Sa pamamagitan ng isang wormhole

Ang science fiction ay puno ng mga kwento ng paglalakbay sa pamamagitan ng mga wormhole. Ngunit sa katotohanan, ang mga ganitong paglalakbay ay mas mahirap, at hindi lamang dahil kailangan muna nating makahanap ng gayong wormhole.

Ang unang problema ay ang laki. Ang mga relic wormhole ay pinaniniwalaang umiiral sa isang mikroskopikong antas, mga 10 -33 sentimetro ang lapad. Gayunpaman, habang lumalawak ang Uniberso, posible na ang ilan sa kanila ay lumaki sa malalaking sukat.

Ang isa pang problema ay lumitaw mula sa katatagan. Mas tiyak, dahil sa kawalan nito. Ang mga wormhole na hinulaang ni Einstein-Rosen ay magiging walang silbi para sa paglalakbay dahil mabilis silang bumagsak. Ngunit ipinakita ng mas kamakailang pananaliksik na ang mga wormhole na naglalaman ng "exotic matter" ay maaaring manatiling bukas at hindi nagbabago para sa mas mahabang panahon.

Ang kakaibang bagay, hindi dapat ipagkamali sa madilim na bagay o antimatter, ay may negatibong densidad at isang malaking negatibong presyon. Ang ganitong bagay ay makikita lamang sa pag-uugali ng ilang partikular na estado ng vacuum sa loob kabuuan teorya mga patlang.

Kung ang mga wormhole ay naglalaman ng sapat na kakaibang bagay, natural man o artipisyal na idinagdag, kung gayon sa teorya ay maaari silang magamit bilang isang paraan ng pagpapadala ng impormasyon o isang koridor sa kalawakan.

Hindi lamang maaaring ikonekta ng mga wormhole ang dalawang magkaibang dulo ng parehong uniberso, maaari din nilang ikonekta ang dalawang magkaibang uniberso. Gayundin, iminungkahi ng ilang siyentipiko na kung ang isang pasukan ng wormhole ay gumagalaw sa isang tiyak na paraan, maaari itong maging kapaki-pakinabang para sa paglalakbay sa oras . Gayunpaman, ang kanilang mga kalaban, tulad ng British cosmologist na si Stephen Hawking, ay nangangatuwiran na ang gayong paggamit ay hindi posible.

Bagama't ang pagdaragdag ng mga kakaibang bagay sa isang wormhole ay maaaring patatagin ito sa punto kung saan ang mga tao ay maaaring ligtas na maglakbay sa pamamagitan nito, mayroon pa ring posibilidad na ang pagdaragdag ng "regular" na bagay ay sapat na upang masira ang portal.

Ang kasalukuyang teknolohiya ay hindi sapat upang palakihin o patatagin ang mga wormhole, kahit na sila ay matagpuan sa lalong madaling panahon. Gayunpaman, patuloy na ginalugad ng mga iskolar ang konseptong ito bilang isang pamamaraan paglalakbay sa kalawakan na may pag-asa na ang teknolohiya ay lalabas sa paglipas ng panahon, at sa huli ay magagamit nila ang mga "wormhole".

Nagmula sa Space.com

1. Paglalakbay sa oras gamit ang mga wormhole Ang konsepto ng isang time machine, na ginagamit sa maraming mga gawa sa science fiction, ay kadalasang gumagawa ng mga larawan ng isang hindi kapani-paniwalang device. Ngunit ayon sa pangkalahatang teorya...
2. Makatitiyak ba tayo na hindi mababago ng mga time traveller ang ating nakaraan? Usually, we take it for granted na ang nakaraan natin ay isang katotohanang naganap at hindi nagbabago. Ang kasaysayan ay gaya ng ating naaalala....