Ang stellar universe ay puno ng maraming misteryo. Ayon sa pangkalahatang teorya ng relativity (GR), na nilikha ni Einstein, nabubuhay tayo sa isang apat na dimensyon na espasyo-oras. Ito ay hubog, at ang gravity, na pamilyar sa ating lahat, ay isang pagpapakita ng katangiang ito. Ang bagay ay yumuyuko, "nababaluktot" ang espasyo sa paligid nito, at higit pa, mas siksik ito. Ang espasyo, espasyo at oras ay napaka-interesante na mga paksa. Pagkatapos basahin ang artikulong ito, tiyak na may bago kang matutunan tungkol sa kanila.
Ang ideya ng curvature
Maraming iba pang teorya ng grabidad, kung saan mayroon nang daan-daan ngayon, ay naiiba sa pangkalahatang relativity sa mga detalye. Gayunpaman, ang lahat ng mga astronomical hypotheses na ito ay nagpapanatili ng pangunahing bagay - ang ideya ng curvature. Kung ang espasyo ay hubog, maaari nating ipagpalagay na maaaring tumagal, halimbawa, ang hugis ng isang pipe na nagkokonekta sa mga lugar na pinaghihiwalay ng maraming light years. At marahil kahit na mga panahon na malayo sa isa't isa. Pagkatapos ng lahat, hindi natin pinag-uusapan ang espasyo na pamilyar sa atin, ngunit tungkol sa espasyo-oras kapag isinasaalang-alang natin ang kosmos. Isang butas ditolilitaw lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Inaanyayahan ka naming tingnang mabuti ang isang kawili-wiling kababalaghan gaya ng mga wormhole.
Mga unang ideya tungkol sa mga wormhole
Malalim na espasyo at ang mga misteryo nito ay umaalingawngaw. Ang mga saloobin tungkol sa curvature ay lumitaw kaagad pagkatapos mai-publish ang GR. L. Flamm, isang Austrian physicist, na noong 1916 ay nagsabi na ang spatial geometry ay maaaring umiral sa anyo ng isang uri ng butas na nag-uugnay sa dalawang mundo. Napansin ng mathematician na sina N. Rosen at A. Einstein noong 1935 na ang pinakasimpleng solusyon ng mga equation sa balangkas ng pangkalahatang relativity, na naglalarawan sa mga nakahiwalay na electrically charged o neutral na mga mapagkukunan na lumilikha ng mga gravitational field, ay may spatial na "tulay" na istraktura. Ibig sabihin, pinag-uugnay nila ang dalawang uniberso, dalawang halos patag at magkaparehong space-time.
Mamaya ang mga spatial na istrukturang ito ay nakilala bilang "wormhole", na medyo maluwag na pagsasalin ng salitang Ingles na wormhole. Ang mas malapit na pagsasalin nito ay "wormhole" (sa espasyo). Rosen at Einstein ay hindi kahit na ibinukod ang posibilidad ng paggamit ng mga "tulay" upang ilarawan elementarya particle sa kanilang tulong. Sa katunayan, sa kasong ito ang particle ay isang purong spatial formation. Samakatuwid, hindi na kailangang partikular na imodelo ang pinagmulan ng singil o masa. At ang isang malayong panlabas na tagamasid, kung ang wormhole ay may mga mikroskopikong dimensyon, nakikita lamang ang isang puntong pinagmulan na may singil at masa kapag nasa isa sa mga puwang na ito.
Einstein-Rosen "Mga Tulay"
Ang mga linya ng puwersa ng kuryente ay pumapasok sa lungga mula sa isang gilid, at mula sa kabilang panig ay lalabas sila nang hindi nagtatapos o nagsisimula kahit saan. Sinabi ni J. Wheeler, isang Amerikanong physicist, sa pagkakataong ito na ang "charge nang walang bayad" at "mass without mass" ay nakuha. Sa kasong ito, hindi kinakailangan na isaalang-alang na ang tulay ay nagsisilbing kumonekta sa dalawang magkaibang uniberso. Hindi gaanong angkop ang pagpapalagay na ang parehong "mga bibig" ng isang wormhole ay lumalabas sa parehong uniberso, ngunit sa iba't ibang oras at sa iba't ibang mga punto dito. Ito ay lumiliko ang isang bagay na kahawig ng isang guwang na "hawakan", kung ito ay natahi sa isang halos patag na pamilyar na mundo. Ang mga linya ng puwersa ay pumapasok sa bibig, na maaaring maunawaan bilang isang negatibong singil (sabihin nating isang elektron). Ang bibig kung saan sila lumabas ay may positibong singil (positron). Para naman sa masa, pareho sila sa magkabilang panig.
Mga kundisyon para sa pagbuo ng Einstein-Rosen "bridges"
Ang larawang ito, sa lahat ng kaakit-akit nito, ay hindi nakakuha ng ground sa particle physics, sa maraming kadahilanan. Hindi madaling i-attribute ang quantum properties sa Einstein-Rosen "bridges", na kailangang-kailangan sa microworld. Ang ganitong "tulay" ay hindi nabuo sa lahat para sa mga kilalang halaga ng mga singil at masa ng mga particle (proton o electron). Ang "electrical" na solusyon sa halip ay hinuhulaan ang isang "hubad" na singularity, iyon ay, isang punto kung saan ang electric field at ang curvature ng espasyo ay nagiging walang katapusan. Sa ganitong mga punto, ang konseptospace-time, kahit na sa kaso ng curvature, ay nawawalan ng kahulugan, dahil imposibleng lutasin ang mga equation na may walang katapusang bilang ng mga termino.
Kailan nabigo ang GR?
Sa sarili nitong, partikular na isinasaad ng OTO kung kailan ito huminto sa paggana. Sa leeg, sa makitid na lugar ng "tulay", mayroong isang paglabag sa kinis ng koneksyon. At dapat sabihin na ito ay sa halip nontrivial. Mula sa posisyon ng isang malayong tagamasid, humihinto ang oras sa leeg na ito. Ang inisip nina Rosen at Einstein na ang lalamunan ay tinukoy na ngayon bilang ang kaganapang abot-tanaw ng isang black hole (sisingilin man o neutral). Ang mga sinag o mga particle mula sa iba't ibang panig ng "tulay" ay nahuhulog sa iba't ibang "mga seksyon" ng abot-tanaw. At sa pagitan ng kaliwa at kanang bahagi nito, medyo nagsasalita, mayroong isang non-static na lugar. Upang madaanan ang lugar, imposibleng hindi ito madaanan.
Kawalan ng kakayahang dumaan sa black hole
Isang spaceship na papalapit sa abot-tanaw ng medyo malaking black hole ay tila nagyeyelo magpakailanman. Paunti-unti, ang mga senyales mula dito ay umaabot … Sa kabaligtaran, ang abot-tanaw ayon sa orasan ng barko ay naabot sa isang takdang oras. Kapag ang isang barko (isang sinag ng liwanag o isang butil) ay dumaan dito, ito ay malapit nang tumakbo sa isang singularity. Ito ay kung saan ang curvature ay nagiging walang hanggan. Sa singularidad (papunta pa rin dito), hindi maiiwasang mapunit at madurog ang pinahaba na katawan. Ito ang katotohanan kung paano gumagana ang black hole.
Karagdagang pananaliksik
Noong 1916-17. Nakuha ang mga solusyon sa Reisner-Nordström at Schwarzschild. Sa kanilaspherically na naglalarawan ng simetriko na electrically charged at neutral na black hole. Gayunpaman, ganap na naunawaan ng mga physicist ang kumplikadong geometry ng mga puwang na ito lamang sa pagpasok ng 1950s at 60s. Noon si D. A. Wheeler, na kilala sa kanyang trabaho sa teorya ng gravity at nuclear physics, ay iminungkahi ang mga terminong "wormhole" at "black hole". Ito ay lumabas na sa mga puwang ng Reisner-Nordström at Schwarzschild mayroon talagang mga wormhole sa kalawakan. Ang mga ito ay ganap na hindi nakikita ng isang malayong tagamasid, tulad ng mga black hole. At, tulad nila, ang mga wormhole sa kalawakan ay walang hanggan. Ngunit kung ang manlalakbay ay tumagos sa kabila ng abot-tanaw, sila ay bumagsak nang napakabilis na kahit isang sinag ng liwanag o isang napakalaking butil, lalo na ang isang barko, ay hindi makakalipad sa kanila. Upang lumipad sa isa pang bibig, na lampasan ang singularity, kailangan mong gumalaw nang mas mabilis kaysa sa liwanag. Sa kasalukuyan, naniniwala ang mga physicist na ang mga supernova velocities ng energy at matter ay sa panimula imposible.
Black holes ng Schwarzschild at Reisner-Nordström
Ang Schwarzschild black hole ay maaaring ituring na isang hindi malalampasan na wormhole. Kung tungkol sa black hole ng Reisner-Nordström, ito ay medyo mas kumplikado, ngunit hindi rin madaanan. Gayunpaman, hindi ganoon kahirap na makabuo at ilarawan ang mga four-dimensional na wormhole sa kalawakan na maaaring daanan. Kailangan mo lang piliin ang uri ng sukatan na kailangan mo. Ang metric tensor, o metric, ay isang hanay ng mga halaga na maaaring magamit upang kalkulahin ang mga apat na dimensyon na pagitan na umiiral sa pagitan ng mga punto ng kaganapan. Ang hanay ng mga halaga na ito ay ganap na nagpapakilala sa parehong gravitational field atspace-time geometry. Ang mga geometrically traversable wormhole sa kalawakan ay mas simple kaysa sa mga black hole. Wala silang mga horizon na humahantong sa mga sakuna sa paglipas ng panahon. Sa iba't ibang mga punto, ang oras ay maaaring pumunta sa ibang bilis, ngunit hindi ito dapat huminto o bumilis nang walang katapusan.
Dalawang linya ng wormhole research
Naglagay ng hadlang ang kalikasan sa paglitaw ng mga wormhole. Gayunpaman, ang isang tao ay inayos sa paraang kung may balakid, palaging may mga nagnanais na malampasan ito. At ang mga siyentipiko ay walang pagbubukod. Ang mga gawa ng mga theorist na nakikibahagi sa pag-aaral ng mga wormhole ay maaaring kondisyon na nahahati sa dalawang lugar na umakma sa bawat isa. Ang una ay tumatalakay sa pagsasaalang-alang ng kanilang mga kahihinatnan, sa pag-aakala nang maaga na ang mga wormhole ay umiiral. Sinusubukan ng mga kinatawan ng pangalawang direksyon na maunawaan mula sa kung ano at kung paano sila maaaring lumitaw, kung anong mga kondisyon ang kinakailangan para sa kanilang paglitaw. Mayroong higit pang mga gawa sa direksyong ito kaysa sa una at, marahil, mas kawili-wili ang mga ito. Kasama sa lugar na ito ang paghahanap ng mga modelo ng mga wormhole, pati na rin ang pag-aaral ng mga katangian ng mga ito.
Mga nakamit ng Russian physicist
Tulad ng nangyari, ang mga katangian ng matter, na siyang materyal para sa pagtatayo ng mga wormhole, ay maaaring maisakatuparan dahil sa polarization ng vacuum ng mga quantum field. Ang mga pisikong Ruso na sina Sergei Sushkov at Arkady Popov, kasama ang Espanyol na mananaliksik na si David Hochberg, at Sergei Krasnikov, ay dumating kamakailan sa konklusyong ito. Ang vacuum sa kasong ito ay hindikawalan ng laman. Ito ay isang quantum state na nailalarawan sa pinakamababang enerhiya, iyon ay, isang larangan kung saan walang mga tunay na particle. Sa larangang ito, ang mga pares ng "virtual" na mga particle ay patuloy na lumilitaw, nawawala bago sila napansin ng mga aparato, ngunit iniiwan ang kanilang marka sa anyo ng isang tensor ng enerhiya, iyon ay, isang salpok na nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang mga katangian. Sa kabila ng katotohanan na ang mga katangian ng kabuuan ng bagay ay higit sa lahat ay ipinakita sa microcosm, ang mga wormhole na nabuo sa kanila, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay maaaring umabot sa mga makabuluhang sukat. Ang isa sa mga artikulo ni Krasnikov, nga pala, ay tinatawag na "The Threat of Wormholes".
Isang tanong ng pilosopiya
Kung ang mga wormhole ay mabuo o matuklasan, ang larangan ng pilosopiya na may kinalaman sa interpretasyon ng agham ay haharap sa mga bagong hamon, at dapat kong sabihin, napakahirap. Para sa lahat ng tila walang katotohanan ng mga pag-ikot ng oras at ang mahihirap na problema ng pananahilan, ang lugar na ito ng agham ay malamang na malalaman ito balang araw. Tulad ng pagharap nila sa mga problema ng quantum mechanics at ang teorya ng relativity na nilikha ni Einstein. Space, space at time - lahat ng tanong na ito ay may mga interesadong tao sa lahat ng edad at, tila, palaging magiging interesado sa amin. Halos imposible na makilala sila nang lubusan. Ang paggalugad sa kalawakan ay malamang na hindi makumpleto.
