Ang paglalakbay sa kalawakan at oras ay posible hindi lamang sa mga science fiction na 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 depinisyon ng physicist na si Eric Davis, ay isang uri ng cosmic tunnel, 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, sineseryoso na isinasaalang-alang ng mga siyentipiko ang lahat ng uri ng mga paraan upang magamit ang mga naitawid na wormhole, sa kondisyon na mayroon sila, upang malampasan 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 may kaugnayan sa tela ng pisikal na katotohanan, bilang isang 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, napatunayan niya na mayroon ang lahat mga kinakailangang kondisyon upang kumpirmahin ang teoryang ito.

"Sa hinaharap, posible na hindi direktang obserbahan ang mga 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 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 dark energy, ipinaliwanag ni Davis ang pagkilos nito tulad ng sumusunod: "pressure, ang halaga nito ay mas mababa sa atmospheric pressure, ay lumilikha ng gravitational-repulsive force, 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 natutukoy ng mga siyentipiko ang mga akumulasyon ng dark matter o dark energy, kaya marami sa kanilang mga katangian ang 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 tunnel 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 isang puro paggalaw ng liwanag na itinuro sa wormhole tunnel ng mga agos ng hangin. Tinatawag 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 para sa mga phenomena ng bahaghari na ito, na naghahanap ng isang natural, o kahit na hindi likas na nilikha, na madadaanan na wormhole," sabi ni Davis. - "Wala akong narinig na lumipat pa rin ang proyekto patay na sentro ".

Bilang bahagi ng kanyang pananaliksik sa mga wormhole, iminungkahi ni Thorne ang teorya na ang isang wormhole ay maaaring gamitin bilang isang time machine. Ang mga eksperimento sa pag-iisip na may kaugnayan sa paglalakbay sa oras ay kadalasang nagiging kabalintunaan. Marahil ang pinakasikat sa mga ito ay ang kabalintunaan ng lolo: Kung ang isang explorer ay naglalakbay pabalik sa nakaraan at pinatay ang kanyang lolo, ang taong iyon ay hindi maisilang, at samakatuwid ay hindi na babalik sa nakaraan. Maaaring ipagpalagay na walang paraan pabalik sa paglalakbay sa oras, ayon kay Davis, ang gawain ni Thorne ay nagbukas ng mga bagong paraan para pag-aralan ng mga siyentipiko.

Ghost Link: Wormholes at ang Quantum Realm

"Ang buong industriya ng cottage teoretikal na pisika lumaki mula sa mga teorya na humantong sa pag-unlad ng iba pang mga pamamaraan sa espasyo-oras na gumagawa ng mga inilarawang sanhi ng mga kabalintunaan na nauugnay sa makina ng oras," sabi ni Davis. na gustong baguhin ang kanilang nakaraan na isinasaalang-alang ni 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 orange streaks ng airglow in atmospera ng lupa. Bagong eksperimento Obserbahan ng NASA Atmospheric Wave Research ang hindi pangkaraniwang bagay na ito mula sa itaas istasyon ng orbital sa st...

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 ng hangin ng Earth ay napupunta sa malalim na kalawakan na 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...

Pinag-aaralan ng mga mananaliksik ang epekto ng solar wind sa ibabaw ng buwan, naniniwala na ang pakikipag-ugnay 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 ...

Sa science fiction mga wormhole, o mga wormhole, ay isang paraan na kadalasang ginagamit sa paglalakbay ng napakalayo sa kalawakan. Talaga bang umiral ang mga mahiwagang tulay na ito?

Para sa lahat ng aking sigasig para sa kinabukasan ng sangkatauhan sa kalawakan, mayroong isang malinaw na problema. Kami ay malambot na mga sako ng karne na karamihan ay binubuo ng tubig, at iyong iba ay napakalayo sa amin. Kahit na sa mga pinaka-optimistikong teknolohiya mga paglipad sa kalawakan maiisip natin na hindi na natin maaabot ang isa pang bituin sa panahong katumbas ng tagal ng buhay ng isang tao.

Sinasabi sa atin ng katotohanan na kahit na ang pinakamalapit na mga bituin sa atin ay hindi maintindihan na malayo, at aabutin malaking halaga lakas o oras para gawin ang paglalakbay na ito. Sinasabi sa atin ng realidad na kailangan natin ng spacecraft na kahit papaano ay maaaring lumipad ng daan-daan o libu-libong taon habang ang mga astronaut ay ipinanganak dito, henerasyon pagkatapos ng henerasyon, nabubuhay ang kanilang buhay at namamatay habang lumilipad sa ibang bituin.

Ang science fiction, sa kabilang banda, ay humahantong sa amin sa mga pamamaraan para sa pagbuo ng mga advanced na makina. Himukin ang warp drive at panoorin ang mga bituin na nagmamadaling dumaan, na ginagawang mas mabilis at kasiya-siya ang paglalakbay sa Alpha Centauri gaya ng paglalakbay sa isang barko sa isang lugar sa dagat.

Frame mula sa pelikulang "Interstellar".

At alam mo kung ano ang mas madali? worm-hole; isang mahiwagang lagusan na nag-uugnay sa dalawang punto ng espasyo at oras sa isa't isa. Itakda lamang ang patutunguhan, maghintay hanggang Star Gates magpakatatag at lumipad lang... lumipad sa kalahati ng kalawakan patungo sa iyong patutunguhan.

Oo, ito ay talagang cool! Dapat may nag-imbento ng mga wormhole na ito, na nag-uudyok sa isang matapang na bagong hinaharap ng intergalactic na paglalakbay. Ano ang mga wormhole, at hanggang kailan ko magagamit ang mga ito? tanong mo...

Ang wormhole, na kilala rin bilang Einstein-Rosen bridge, ay teoretikal na pamamaraan natitiklop na espasyo at oras sa paraang maaari mong ikonekta ang dalawang punto sa espasyo nang magkasama. Pagkatapos ay maaari kang agad na lumipat mula sa isang lugar patungo sa isa pa.

Gagamitin namin ang classic na demo mula sa , kung saan gumuhit ka ng linya sa pagitan ng dalawang punto sa isang piraso ng papel, at pagkatapos ay itupi ang papel at maglagay ng lapis sa dalawang puntong iyon upang paikliin ang landas. Ito ay mahusay na gumagana sa papel, ngunit ito ba ay tunay na pisika?

Si Albert Einstein ay nakuhanan ng larawan noong 1953. Photographer: Ruth Orkin.

Tulad ng itinuro sa atin ni Einstein, ang gravity ay hindi isang puwersa na umaakit sa bagay tulad ng magnetism, ito ay talagang isang curvature ng space-time. Iniisip ng buwan na sinusundan lamang nito ang isang tuwid na linya sa kalawakan, ngunit talagang sumusunod ito sa isang hubog na landas na nilikha ng gravity ng Earth.

Kaya, ayon sa mga physicist na sina Einstein at Nathan Rosen, maaari mong i-twist ang isang magkabuhul-buhol na space-time nang napakahigpit na ang dalawang punto ay nasa parehong pisikal na lokasyon. Kung maaari mong panatilihing matatag ang wormhole, maaari mong ligtas na paghiwalayin ang dalawang rehiyong ito ng spacetime nang sa gayon ay nasa parehong lokasyon pa rin ang mga ito, ngunit pinaghihiwalay ng distansya na gusto mo.

Bumababa tayo sa gravity sa isang gilid ng wormhole, at pagkatapos ay lumilitaw sa bilis ng kidlat sa ibang lugar sa layo na milyun-milyon at bilyun-bilyong light years. Habang ang paglikha ng mga wormhole ay theoretically posible, ang mga ito ay halos imposible mula sa kung ano ang kasalukuyan nating naiintindihan.

Una malaking problema ay ang mga wormhole ay hindi madaanan, ayon sa Pangkalahatang Teorya Relativity. Kaya tandaan na, ang pisika na hinuhulaan ang mga bagay na ito ay nagbabawal sa kanilang paggamit bilang isang paraan ng transportasyon. Na isang medyo seryosong suntok sa kanila.

Masining na paglalarawan ng isang spaceship na gumagalaw sa isang wormhole malayong kalawakan. Pinasasalamatan: NASA.

Pangalawa, kahit na malikha ang isang wormhole, malamang na hindi ito matatag, na agad na nagsasara pagkatapos ng paglikha. Kung sinubukan mong pumunta sa isang dulo nito, baka mahulog ka lang sa .

Pangatlo, kung ang mga ito ay madadaanan at mapapanatiling matatag, sa sandaling ang anumang bagay ay sumusubok na dumaan sa kanila - kahit na mga photon ng liwanag - sisirain nito ang wormhole.

May isang kislap ng pag-asa, dahil hindi pa rin naiisip ng mga pisiko kung paano pagsasamahin ang mga teorya ng gravity at quantum mechanics. Nangangahulugan ito na ang uniberso mismo ay maaaring may alam tungkol sa mga wormhole na hindi pa natin naiintindihan. Posible na ang mga ito ay natural na nilikha bilang bahagi ng kapag ang espasyo-oras ng buong uniberso ay nakuha sa isang singularity.

Iminungkahi ng mga astronomo na maghanap ng mga wormhole sa kalawakan sa pamamagitan ng panonood kung paano binabaluktot ng kanilang gravity ang liwanag ng mga bituin sa likod nila. Wala pang nagpakita. Ang isang posibilidad ay ang mga wormhole ay mukhang natural, tulad ng mga virtual na particle na alam nating umiiral. Tanging ang mga ito ay hindi maintindihan na maliit, sa sukat ng Planck. Kakailanganin mo ng mas maliit na sasakyang pangalangaang.

Ang isa sa mga pinaka-kagiliw-giliw na implikasyon ng mga wormhole ay maaari din nilang payagan kang maglakbay sa paglipas ng panahon. Narito kung paano ito gumagana. Una, gumawa ng wormhole sa lab. Pagkatapos ay kunin ang isang dulo nito, ilagay ang isang sasakyang pangalangaang sa loob nito, at lumipad sa isang makabuluhang bahagi ng bilis ng liwanag, upang ang epekto ng pagluwang ng oras ay magkabisa.

Para sa mga tao sa sasakyang pangkalawakan ilang taon na lang ang lilipas, habang daan-daan o kahit libu-libong henerasyon ng mga tao ang magbabago sa Earth. Ipagpalagay na maaari mong panatilihing matatag, bukas, at madadaanan ang wormhole, kung gayon ang paglalakbay dito ay magiging lubhang kawili-wili.

Kung lumakad ka sa isang direksyon, hindi mo lamang lalakbayin ang distansya sa pagitan ng mga wormhole, ngunit magpapatuloy ka rin sa oras, at sa pamamagitan ng Pabalik: pabalik sa panahon.

Naniniwala ang ilang physicist, gaya ni Leonard Susskind, na hindi ito gagana dahil lalabag ito sa dalawang pangunahing prinsipyo ng physics: ang batas ng konserbasyon ng enerhiya at ang Heisenberg uncertainty principle ng energy-time.

Sa kasamaang palad, tila ang mga wormhole ay kailangang manatili sa larangan ng science fiction para sa nakikinita na hinaharap, marahil magpakailanman. Kahit na posible na lumikha ng isang wormhole, kakailanganin mong panatilihin itong matatag, bukas, at pagkatapos ay malaman kung paano pahihintulutan ang bagay na dumaan nang hindi gumuho. Gayunpaman, kung maaari mong malaman ito, gagawin mong napaka-maginhawang paglalakbay sa kalawakan.

Ang pamagat ng artikulong iyong binasa "Ano ang wormhole, o wormhole?".

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 pisiko na sina Albert Einstein at Nathan Rosen ang pagkakaroon ng "mga tulay" sa espasyo-oras gamit ang teorya ng 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 dark matter 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 kakaibang bagay sa isang wormhole ay maaaring patatagin ito hanggang 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 ma-destabilize 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 ginagalugad 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 manlalakbay ng panahon 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....

Mga larawan mula sa pelikulang "Interstellar" na may " wormhole» (2014)

Space epic na "Interstellar" ( nag-uusap kami tungkol sa isang sci-fi film na inilabas noong Oktubre 2014) ay nagsasabi sa kuwento ng mga astronaut na, sa paghahanap ng mga opsyon para iligtas ang sangkatauhan, ay natuklasan ang "daan ng buhay" na kinakatawan ng isang misteryosong lagusan.

Ang sipi na ito ay hindi maipaliwanag na lumilitaw malapit sa Saturn at sa espasyo-oras ay dinadala ang isang tao sa isang malayong kalawakan, sa gayon ay nagbibigay ng pagkakataong makahanap ng mga planeta na tinitirhan ng mga buhay na nilalang. Mga planeta na maaaring maging pangalawang tahanan para sa mga tao.

Ang hypothesis ng pagkakaroon ng isang cinema tunnel, na tinawag ng mga siyentipiko na "wormhole" o "wormhole", ay nauna sa isang tunay na teoryang pisikal, na iminungkahi ng isa sa mga unang siyentipiko, astrophysicist at dating propesor taga-California Institute of Technology Kip Thorne.

Tinulungan din ni Kip Thorne ang astronomer, astrophysicist, science popularizer at isa sa mga nagpasimula ng proyekto upang maghanap ng extraterrestrial intelligence - Carl Sagan - lumikha ng isang modelo ng wormhole para sa kanyang nobelang "Contact". kredibilidad biswal na mga larawan sa pelikula para sa mga siyentipiko sa kalawakan ay napakalinaw na inamin ng mga astrophysicist na ito marahil ang pinakatumpak na mga larawan ng mga wormhole at black hole mula sa lahat ng umiiral sa mundong sinehan.

Mayroon lamang isang "maliit" na detalye sa pelikulang ito na nagmumulto sa isang matulungin na manonood: ang paglipad sa isang katulad sa isang space express ay, siyempre, mahusay, ngunit ngayon lamang, ang mga piloto ay mapapanatili ang oak sa proseso nito. napaka interstellar movement?

Ang mga tagalikha ng space blockbuster ay ginusto na huwag banggitin na ang orihinal na teorya ng mga wormhole ay pag-aari ng iba pang nangungunang theorists ng astrophysics - si Albert Einstein, kasama ang kanyang katulong na si Nathan Rosen, ay nagsimulang bumuo nito. Sinubukan ng mga siyentipikong ito na lutasin ang mga equation ni Einstein para sa pangkalahatang relativity sa paraang ang resulta ay matematikal na modelo ang buong sansinukob, kasama ang mga puwersa ng pang-akit at elementarya na mga particle bagay na anyo. Sa proseso ng lahat ng ito, isang pagtatangka ay ginawa upang isipin ang espasyo bilang dalawang geometric na eroplano na konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng "tulay".

Parallel ngunit independiyente kay Einstein katulad na gawain ay isinagawa ng isa pang physicist - si Ludwig Flamm, na noong 1916, din nang lutasin ang mga equation ni Einstein, ay natuklasan ang mga naturang "tulay".

Ang lahat ng tatlong "tagabuo ng tulay" ay dumanas ng isang pangkalahatang pagkabigo, dahil ang "teorya ng lahat ng bagay na umiiral" ay naging hindi mabubuhay: sa teorya, ang gayong "mga tulay" ay hindi kumikilos sa lahat tulad ng mga tunay na elemento ng elementarya.

Gayunpaman, noong 1935, inilathala nina Einstein at Rosen ang isang papel kung saan ipinakita nila ang kanilang sariling teorya ng mga tunnel sa space-time continuum. Ang gawaing ito, tulad ng naisip ng mga may-akda, ay malinaw na hinihikayat ang iba pang henerasyon ng mga siyentipiko na pag-isipan ang posibilidad ng paglalapat ng naturang teorya.

physicist mula sa unibersidad ng Princeton Minsan ay ipinakilala ni John Wheeler ang pagtatalaga na "wormhole" sa bokabularyo, na ginamit noong mga nakaraang taon upang pag-aralan ang pagtatayo ng mga modelo ng "tulay" ayon sa teoryang Einstein-Rosen. Napansin ni Wheeler: ang gayong "tulay" ay masakit na kahawig ng isang daanan na kinagat ng isang uod sa isang prutas. Isipin ang isang langgam na gumagapang mula sa isang gilid ng isang peras patungo sa isa pa - maaari itong gumapang sa buong hubog na ibabaw, o, nang paikliin ang landas, tumawid sa prutas sa pamamagitan ng isang wormhole tunnel.

At kung akala natin na ang ating three-dimensional space-time continuum ay ang balat ng isang peras, na, tulad ng isang hubog na ibabaw, ay yumakap sa "mass" na may maraming malalaking sukat? Marahil ang "tulay" ng Einstein-Rosen ay ang mismong lagusan na bumabagtas sa "masa" na ito, pinapayagan nito ang mga piloto ng starship na bawasan ang distansya sa espasyo sa pagitan ng dalawang punto. Malamang sa kasong ito ito ay tungkol sa kasalukuyan solusyon sa matematika pangkalahatang teorya ng relativity.

Ayon kay Wheeler, ang mga bibig ng Einstein-Rosen "mga tulay" ay lubos na nakapagpapaalaala sa tinatawag na Schwarzschild black hole - isang simpleng bagay na may spherical na hugis at ganoon din. mataas na density na ang puwersa ng pagkahumaling nito ay hindi nadadaig kahit ng liwanag. Malakas ang opinyon ng mga astronomo tungkol sa pagkakaroon ng "black holes". Naniniwala sila na ang mga pormasyon na ito ay ipinanganak kapag ang napakalaking bituin ay "bumagsak" o namatay.

Gaano kahusay ang pangangatwiran ng hypothesis na ang isang "black hole" ay kapareho ng isang "wormhole" o isang tunnel na nagpapahintulot sa malayuang paglalakbay sa kalawakan? Siguro, mula sa punto ng view ng matematika, ang pahayag na ito ay totoo. Ngunit sa teorya lamang: sa naturang ekspedisyon ay walang mga nakaligtas.

Kinakatawan ng modelong Schwarzschild ang madilim na sentro ng isang "black hole" bilang isang singular na punto o gitnang neutral na hindi gumagalaw na bola na may walang katapusang density. Ang mga kalkulasyon ni Wheeler ay nagpapakita ng mga kahihinatnan ng kung ano ang nangyari sa kaganapan ng pagbuo ng naturang "wormhole" kapag ang dalawang singular na punto ("black holes" ng Schwarzschild) sa dalawang malalayong bahagi ng Uniberso ay nagtagpo sa "masa" nito at lumikha ng isang tunel sa pagitan sila.

Nalaman ng mananaliksik na ang naturang "wormhole" ay may hindi matatag na kalikasan: ang tunel ay unang nabuo at pagkatapos ay bumagsak, pagkatapos ay dalawang solong punto lamang ("black holes") ang nananatili muli. Ang pamamaraan para sa paglitaw at paghampas ng tunel ay napakabilis ng kidlat na kahit na ang isang sinag ng liwanag ay hindi makakapasok dito, hindi pa banggitin ang isang astronaut na sumusubok na makalusot - siya ay ganap na lalamunin ng isang "itim na butas". Walang biro - tungkol ito sa instant na kamatayan, para mga puwersa ng gravitational ang mabaliw na kapangyarihan ay mapunit ang isang tao.

"Black holes" at "white spots"

Inilabas ni Thorne ang isang libro kasabay ng pelikula. Mga Pundasyon sa Siyentipiko pelikulang Interstellar. Kinumpirma niya sa gawaing ito: "Anumang katawan - buhay o walang buhay - sa sandali ng pagbagsak ng lagusan ay madudurog at mapupunit!"

Para sa iba, alternatibo- umiikot na "black hole" Kerr - ang mga mananaliksik ng "white spots" sa interplanetary travel ay nakahanap ng ibang solusyon sa pangkalahatang teorya ng relativity. Ang singularity sa loob ng "black hole" ng Kerr ay may iba, hindi spherical, ngunit hugis-singsing na hugis.

Ang ilang mga modelo nito ay maaaring magbigay ng pagkakataon sa isang tao na mabuhay sa interstellar flight, ngunit kung ang barko ay dumaan lamang sa butas na ito nang eksklusibo sa gitna ng singsing. Isang bagay tulad ng space basketball, tanging ang presyo ng pagpunta dito ay hindi dagdag na puntos: ang nakataya ay ang pagkakaroon ng isang starship kasama ang mga tauhan nito.

Ang may-akda ng The Science of Interstellar, si Kip Thorne, ay nagdududa sa estado ng teorya. Noong 1987, sumulat siya ng isang artikulo tungkol sa paglipad sa isang "wormhole", kung saan itinuro niya ang isang mahalagang detalye: ang leeg ng Kerr tunnel ay may isang napaka hindi mapagkakatiwalaang seksyon, na tinatawag na "Cauchy horizon".

Tulad ng ipinapakita ng kaukulang mga kalkulasyon, sa sandaling sinubukan ng katawan na pumasa sa isang naibigay na punto, bumagsak ang tunnel. Bukod dito, kahit na sa ilalim ng kondisyon ng ilang pagpapapanatag ng "wormhole", ito, tulad ng sinasabi ng quantum theory, ay agad na mapupuno ng mabilis na mga particle ng mataas na enerhiya.

Samakatuwid, sa sandaling idikit mo ang iyong sarili sa "black hole" ni Kerr, mananatili sa iyo ang tuyong piniritong crust.

Ang dahilan - "kakila-kilabot na long-range action"?

Ang katotohanan ay ang mga pisiko ay hindi pa umaangkop mga klasikal na batas gravity sa quantum theory - ang seksyon na ito ang matematika ay napakahirap unawain, at maraming siyentipiko ang hindi nagbigay nito ng tumpak na kahulugan.

Kasabay nito, iminungkahi ng Princeton scientist na si Juan Malzadena at ng kanyang kasamahan sa Stanford na si Leonard Susskind na ang mga "wormhole" ay malinaw na walang iba kundi ang materyal na sagisag ng pagkakasalubong sa oras na ang mga quantum object ay konektado - hindi alintana kung ang mga ito ay inalis sa isa't isa. kaibigan .

Si Albert Einstein ay may sariling pangalan para sa gayong pagkakasalubong - "nakakasindak na aksyon sa malayo", dakilang physicist at hindi naisipang sumang-ayon pangkaraniwang punto pangitain. Sa kabila nito, maraming mga eksperimento ang nagpatunay sa pagkakaroon ng quantum entanglement. Bukod dito, ginagamit na ito para sa mga layuning pangkomersyo - sa tulong nito, ang mga paglilipat ng online na data, tulad ng mga transaksyon sa pagbabangko, ay protektado.

Ayon kina Malsadena at Susskind, sa malalaking volume quantum entanglement magagawang impluwensyahan ang pagbabago sa geometry ng space-time continuum at mag-ambag sa paglitaw ng mga "wormhole" sa anyo ng mga naka-link na "black holes". Ngunit ang hypothesis ng mga siyentipikong ito ay hindi pinapayagan ang paglitaw ng mga traversable interstellar tunnels.

Ayon kay Malsadena, ang mga tunnel na ito, sa isang banda, ay ginagawang imposibleng lumipad mas mabilis na bilis liwanag, at sa kabilang banda, matutulungan nila ang mga astronaut na magkita pa rin doon, sa loob, kasama ang isang "iba". Ang kasiyahan, gayunpaman, ganoong pagpupulong wala, dahil ang pulong ay susundan ng hindi maiiwasang kamatayan mula sa epekto ng gravitational sa gitna ng "black hole".

Sa madaling salita, ang "black holes" ay isang tunay na hadlang sa paggalugad ng tao sa kalawakan. Sa kasong ito, ano ang maaaring maging "wormhole"? Ayon kay Avi Loeb, isang scientist sa Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ang mga tao ay may maraming mga pagpipilian sa puntos na ito: dahil walang teorya na pinagsasama ang pangkalahatang relativity sa quantum mechanics, hindi namin alam ang buong hanay ng posibleng space-time. mga istruktura kung saan maaaring lumitaw ang mga "wormhole."

Nag-collapse sila

Ngunit dito, masyadong, hindi lahat ay napakasimple. Ang parehong Kip Thorne noong 1987 ay nagtatag ng isang singularidad para sa anumang "wormhole", na tumutugma sa pangkalahatang teorya ng relativity, na bumagsak kung hindi ito susubukan na panatilihin sa bukas na estado dahil sa tinatawag na exotic matter, na mayroon negatibong enerhiya o antigravity. Tinitiyak ni Thorne na ang katotohanan ng pagkakaroon ng exomatter ay maaaring maitatag sa eksperimento.

Ipapakita ng mga eksperimento na ang quantum fluctuations sa vacuum ay malinaw na may kakayahang lumikha ng negatibong presyon sa pagitan ng dalawang salamin na napakalapit.

Sa turn, ayon kay Avi Loeb, kung pagmamasid mo ang tinatawag na madilim na enerhiya, kung gayon ang mga pag-aaral na ito ay magbibigay ng higit pa mas maraming dahilan tiyakin ang pagkakaroon ng exotic matter.

Sinabi ng isang siyentipiko sa Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics na "... nakikita natin kung paano, sa paglipas ng kamakailang kasaysayan ng kosmiko, ang mga kalawakan ay lumalayo sa atin sa bilis na tumataas sa panahon, na parang ang antigravity ay kumikilos sa kanila - tulad ng ang isang mabilis na pagpapalawak ng Uniberso ay maaaring ipaliwanag kung ang Uniberso ay puno ng isang sangkap na may negatibong presyon, eksakto ang materyal na kinakailangan para sa paglitaw ng isang wormhole ... ".

Sa parehong oras, parehong naniniwala sina Loeb at Thorn na kahit na ang "wormhole" ay maaaring lumitaw natural, kung gayon mangangailangan ito ng isang masa ng kakaibang bagay. Tanging isang mataas na maunlad na sibilisasyon ang may kakayahang mag-ipon ng gayong reserbang enerhiya at kasunod na pagpapapanatag ng naturang lagusan.

Sa mga tuntunin ng teoryang ito din "walang kasunduan sa mga kasama." Narito kung ano, halimbawa, ang iniisip ng kanilang kasamahan na si Malsadena tungkol sa mga natuklasan nina Loeb at Thorn:

"... Naniniwala ako na ang ideya ng isang matatag na traversable wormhole ay hindi sapat na mauunawaan at, tila, ay hindi tumutugma sa mga kilalang batas mga physicist…” Sabina Hossenfelder mula sa Scandinavian Institute for Theoretical Physics sa Sweden ay ganap na binasag ang mga konklusyon ni Loeb-Thorn sa magkapira-piraso: “…Wala kaming ganap na patunay ng pagkakaroon ng kakaibang bagay. Bukod dito, mayroong malawak na paniniwala na hindi ito maaaring umiral, dahil kung ito ay nangyari, ang vacuum ay magiging hindi matatag…”

Kahit na sa kaso ng pagkakaroon ng gayong kakaibang bagay, nabuo ni Hossen-felder ang kanyang ideya, ang paglipat sa loob nito ay magiging isang lubhang hindi kasiya-siyang bagay: sa bawat oras na ang mga sensasyon ay magiging direktang proporsyon sa antas ng kurbada ng istraktura ng espasyo-oras sa paligid. ang tunnel at ang density ng enerhiya sa loob nito. Sinabi ni Sabine Hossenfelder:

“.

Kabalintunaan, sa kabila ng kanyang kontribusyon sa pelikulang Interstellar, hindi rin partikular na naniniwala si Thorne na maaaring lumitaw ang gayong walkable tunnel. At sa posibilidad na dumaan dito (nang walang anumang pinsala!) - mga astronaut - at higit pa. Siya mismo ay umamin nito sa kanyang aklat:

"... Kung sila [mga tunnel] ay maaaring umiral, kung gayon ay labis akong nagdududa na maaari silang lumitaw nang natural sa astrophysical Universe ..."

... Kaya maniwala ka pagkatapos ng science fiction na mga pelikula!

- Sergey Vladilenovich, ano ang isang wormhole?

Walang mahigpit na kahulugan. Ang ganitong mga kahulugan ay kailangan kapag napatunayan mo ang ilang theorems, at mahigpit na theorems halos wala, samakatuwid, ang mga ito ay higit sa lahat ay limitado sa mga makasagisag na konsepto, mga larawan. Isipin na kami ay kumuha ng bola sa aming tatlong-dimensional na espasyo sa isang silid at eksaktong parehong bola ang inilabas sa isa pang silid, at ang mga nagresultang hangganan ng mga butas na ito ay pinagdikit. 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. Mga wormhole wala pang nakakita, at, sa pangkalahatan, wala pang katiyakan na mayroon pa nga sila. 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 ay lalabas sila. Ang isang tagamasid sa labas na hindi alam na ang dalawang dulo na ito ay konektado sa pamamagitan ng mga linya ng puwersa, ang naturang bagay ay makikita bilang isang simpleng globo sa kalawakan, ay galugarin ang patlang sa paligid nito, at ito ay magmumukhang isang patlang. singil sa punto. Tila lamang sa nagmamasid na ito ay isang uri ng mahiwagang sangkap na may singil, atbp., at lahat 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 gaanong nakagawa, dahil ang mga electron ay, pagkatapos ng lahat, mga bagay na quantum, at mga wormhole sa antas ng dami walang sinuman, siyempre, ang nakakaalam kung paano ilarawan. 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. Ang mga naturang substance ay maaaring may mga katangian tulad ng negatibong density ng enerhiya o pagtataboy sa halip na maakit ng gravity. Ang kakaibang bagay ay ginagamit sa ilang mga teorya, halimbawa, sa teorya ng istraktura ng mga wormhole. Karamihan sikat na kinatawan Ang kakaibang bagay ay isang 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 teoryang ito ay halos hindi binuo at hindi natagpuan, siyempre, hanggang ngayon walang kumpirmasyon, ito ay umiiral, sa halip, bilang isang uri ng ideya. Ang kakanyahan nito ay na sa labas ng wormhole makikita mo lamang na sa gitna ng kalawakan 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 kahit 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. Nakarehistro quantum effects na nagbubunga ng gayong sangkap. 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 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 nang maglaon ay nakumpirma sa eksperimento.

Sa pangkalahatan, sa quantum science Ang negatibong density ng enerhiya ay isang medyo karaniwang bagay na nauugnay sa, halimbawa, pagsingaw ng Hawking. Kung mayroong ganoong density, maaari nating itakda sunod na tanong: gaano kalaki ang masa ng black hole (isang parameter ng larangan ng gravitational)? 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 may kaugnayan sa kung saan maaari itong ipagpalagay na mayroon silang 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 ganitong 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.

Kambal na kabalintunaan - eksperimento sa pag-iisip, sa tulong kung saan sinusubukan nilang "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 paglipat ng mga bagay ay bumagal. Sa kabilang banda, ang prinsipyo ng relativity ay nagpahayag ng pagkakapantay-pantay mga inertial system sanggunian. 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 siya ay bumalik, ito ay dapat na 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 magkapatid, makikita 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. puting butas- ito ay ang parehong itim, ngunit umuusbong pabalik sa panahon. Ang bagay ay lumilipad lamang sa isang itim na butas, ngunit hindi kailanman 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 tatandaan na ang Pangkalahatang Teorya ng Relativity ay simetriko sa oras, na nangangahulugan na kung mayroong mga itim na butas, dapat ding may 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 istraktura ng mga wormhole?

Sa ngayon, ang mga modelo ay itinatayo lamang sa ganitong kahulugan. Sa isang banda, alam natin 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 pa o hindi gaanong pare-pareho sa katotohanan ay ang modelo ng isang wormhole sa simula (mula sa pinagmulan ng Uniberso). Dahil sa pagsingaw na ito, ang naturang butas ay nananatiling madadaanan sa loob ng mahabang panahon.

- Ano ba talaga ang ginagawa mo?

ako ay malinis teoretikal na aktibidad, kung ano ang karaniwang tinatawag na sanhi ng istraktura ng space-time ay teoryang klasikal Ang 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 nagpapaunlad 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 sa science fiction - halimbawa, ang pelikulang "Contact" kay Jodie Foster - muling nabuhay ang interes sa paksa ng time travel gamit ang mga wormhole. Ang may-akda ng nobela, kung saan isinulat 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, na 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 kong sabihin na sa oras na iyon ang ideya ng paglalakbay sa mga black hole ay popular sa science fiction. 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 pagpapalagay na ang isang time machine ay hindi maaaring umiral, 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. Simula 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 kwento: 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 pinlano sa loob.

Pagkatapos gawin at ilunsad ang device, naglalakbay si Ellie sa pamamagitan ng wormhole system at dinala, malamang sa isang planeta sa iba. 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 sa kanyang isip sa imahe ng isang larawang iginuhit niya noong bata pa siya. Sinabi sa kanya ng dayuhan na ang aparato ay nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang isang sistema ng mga interstellar na komunikasyon, at ang Earth mula ngayon ay magiging isang 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 dito ay may mahigpit siyentipikong resulta. 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. Sa 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. sarili mo. Kung pinamamahalaan mong masira ang pandaigdigang hyperbolicity, marahil maaari kang lumikha ng isang wormhole. Ngunit ang katotohanan ay ang paglabag na ito mismo ay isang kakaibang bagay, kaya hindi gaanong nauunawaan at hindi gaanong nauunawaan, 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 hiling. Walang katibayan na ang prinsipyong ito ay totoo, mayroon lamang ilan kumpiyansa 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 isa pang kuwento iyon.

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

Napakahirap sabihin 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 mismo 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 kahit papaano ay mapadali ang prosesong ito. Ngunit ang resulta ay 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 mga sumusunod matalinghagang anyo: "Ang kalikasan ay kinasusuklaman ang hubad na kaisahan." Sinasabi nito na ang mga space-time singularities ay lumilitaw sa mga lugar na, tulad ng panloob na mga lugar nakatago ang mga black hole 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 pagbabalangkas (isang mahinang anyo ng cosmic censorship), kung saan tanging ang pandaigdigang hyperbolicity ng "hinaharap" na bahagi ng space-time ang ipinapalagay.