Kako se rukovati sa sobom, koji je poletio iz budućnosti? Zašto u vaš lav se može odjednom materijalizovati? Kako ući drugog svemira, posjetite vremensku mašinu i ono što je „bijelo rupu “? Ovo je rekao stariji istraživač u laboratoriji Fizika zvijezda glavnog (Pulkovo) opservatorija Sergej Krasnikov.
– Sergej Vladilenovič, šta je crvotočina?
– Ne postoji stroga definicija. Ovakve definicije su potrebne, kada dokažete neke teoreme i gotovo da i nema strogih teorema, stoga se uglavnom ograničava na figurativne pojmove, slike. Zamislite da smo izvadili loptu iz naše trodimenzionalne prostora u jednoj sobi i tačno ista lopta izvađena je u drugoj sobe, a rezultirajuće granice tih rupa bile su zalijepljene.
Fotografija iz otvorenih izvora
Pa kad smo u jednoj sobi uđemo u ovo bivše kugle koja je postala rupa, pojavićemo se u drugoj sobi – iz rupe koje su nastale umesto druge kugle. Ako mi prostor ne bi bio trodimenzionalan, već dvodimenzionalan – izgledao bi poput lista papira na koji je zalijepljena olovka. Trodimenzionalni analog i njegov razvoj tokom vremena naziva se crvotočina.
– Kako molehole uglavnom proučavaju?
– Ovo je čisto teorijska aktivnost. Crvotočine niko nikad viđeno i, uopšte, ne postoji sigurnost da oni čak i postoje. Crvotočina je i počela da uči, počevši od od pitanja: postoje li u prirodi takvi mehanizmi koji garantirao bi nam da takve rupe u prirodi ne postoje možda? Ti mehanizmi nisu pronađeni, pa to možemo pretpostaviti crvotočine su pravi fenomen.
– Da li je u načelu moguće vidjeti crvotočina?
– Naravno. Ako ste u zaključanoj sobi, odjednom nemate nigdje čovek puzi napolje, a onda opaziš crvotolju. Moleholes vole objekt proučavanja izmislili su i promovisali Amerikanci teorijski fizičar John Wheeler, koji je želio objasniti uz njihovu pomoć, nijedno koliko i električni naboji. Objasnimo Opis slobodnog električnog polja u smislu teorijske fizike – ne baš težak zadatak.
Ali opisati električni naboj s istog gledišta je vrlo nije lako. U tom se smislu pojavljuje električni naboj tajanstvena stvar: neka supstanca, odvojena od polja, nepoznatog porijekla i nije jasno kako se s tim nositi klasična fizika. Wheelerova ideja bila je sljedeća. Recimo mikroskopski crvotočina je probijena silama linijama – s jednog kraja se ove linije unose u, i sa drugi – izađi.
Vanjski promatrač koji ne zna da se ta dva kraja završavaju povezani silosnim linijama, takav će objekt shvatiti kao jednostavna sfera u prostoru, istražit će polje oko nje, i izgledat će kao polje točkastog naboja. Samo promatraču će se činiti da je to neka vrsta misteriozne supstance, koja ima naboj itd. i sve zato što ne zna šta bi u stvari, ovo je crvotočina.
Naravno, ovo je vrlo elegantna ideja, a mnogi su je isprobali. razvijaju, ali nisu naročito napredni, jer elektroni su, uostalom, kvantni predmeti i crvotočine na kvantnom nivou prirodno, niko ne može opisati. Ali pod pretpostavkom da hipoteza je istinita, tada su crvotočine više nego svakodnevne fenomen, sve vezano za struju će biti vezano, u na kraju, to je na njima.
Fotografija iz otvorenih izvora
Egzotična materija je klasični pojam fizike koji opisuje bilo koja (obično hipotetička) supstanca koja je krši ili nekoliko klasičnih uvjeta ili se ne sastoji od dobro poznatih barijoni. Takve tvari mogu imati kvalitete poput negativna gustina energije ili odbijanja umjesto privlači gravitacija. Egzotična materija koriste se u nekim teorijama, na primjer, u teoriji strukture molehills. Najpoznatiji predstavnik egzotike materija je vakuum u području s negativnim pritiskom, Proizveden Casimir efekt.
– Šta su crvotočine?
– S gledišta teorijskih putovanja postoje prohodna i neprobojne molekule. Neprolazni su oni koji prolaze koja se kolabira, i dešava se tako brzo da da prođe s jednog na drugi kraj nijedan objekt jednostavno nema vremena. Najzanimljivije je za proučavanje druge vrste crvotočina – prohodan. Čak postoji lijepa teorija koja kaže da mi smatrali su se supermasivim crnim rupama u centrima galaksija – ovo su zapravo usta crvotočine. Ova teorija gotovo da nije razvijena. i, naravno, nije našla, naravno, nikakvu potvrdu, ona radije postoji kao ideja. Njegova suština je u onome što se nalazi izvan crvotočina vidite samo da je u središtu galaksije neki sferno simetrični objekt, ali šta je to – rupa od krtice ili crna rupa – ne možete to reći, jer su izvan ovog objekta.
U stvari, oni se mogu razlikovati samo jednim parametrom – masom. Ako se masa pokaže negativnom, onda je to vjerovatno krtica rupa, ali ako je masa pozitivna, onda vam je ovdje potrebna dodatna informacija, jer crna rupa može biti i krtica zakopati. Negativna masa uopšte je jedna od centralnih momenti cijele priče s crvotočinama. Jer u redu da bude prohodan – crvotočina mora biti ispunjena što se naziva egzotičnom supstancom – tvar sa bila bi mjesta u nekim trenucima koja je gustina energije negativno.
Na klasičnoj razini niko nikada nije vidio takvu supstancu, ali sigurno znamo da u principu može postojati. Kvantni efekti koji rezultiraju u pojava takve tvari. To je prilično dobro poznata pojava i naziva se efektom Casimir. Zvanično je registrovan. I povezana sa postojanjem negativne gustine energije, što je vrlo inspirativno.
Casimir efekat – efekat uzajamne privlačnosti vođenje neispranih tijela pod utjecajem kvantnih fluktuacija u vakuum. Najčešće govorimo o dva paralelno neispunjena zrcalne površine postavljene na blizinu, ali Casimir efekt postoji i kod složenijih geometrija. Razlog efekat – energetske vibracije fizičkog vakuuma uslijed neprestano rađanje i nestajanje virtualnih čestica u njemu. Učinak je predvidio nizozemski fizičar Hendrick Casimir u 1948, a kasnije eksperimentalno potvrđeno.
U kvantnoj nauci je općenito gustina negativne energije prilično uobičajena stvar povezana s, na primjer, Hawking evaporacija. Ako takva gustina postoji, mi možemo postaviti sljedeće pitanje: kolika je masa crne rupe (parametar gravitacijskog polja koji je stvorio)? Za to postoji rešenje zadaci koji se primjenjuju na crne rupe – odnosno na predmete s pozitivna masa, ali postoji rješenje primjenljivo za negativno mase.
Fotografija iz otvorenih izvora
Ako u crvotočnoj rupi ima dovoljno egzotične materije puno, tada će izvan mase ovog objekta biti negativno. Stoga praćenje jedne od glavnih vrsta „opažanja“ crvotočina predmeti za koje se može pretpostaviti da ih imaju negativna masa. A ako pronađemo takav objekt, onda s lijepim sa velikim stepenom vjerovatnoće moći će se reći da je to krtica rupa.
Krtice su također podijeljene na unutar-svjetske i među-svjetske. Ako uništićemo tunel između dva ušća druge vrste ukopa – mi možemo vidjeti dva svemira potpuno nepovezana među sobom. Takva crvotočina se naziva interworld. Ali ako to učinimo ista stvar i vidjeti da je sve u redu – ostali smo u istom Svemira, ispred nas, nalazi se crvotočina unutar svijeta. Ovo dvoje vrste crvotočina imaju puno zajedničkog, ali postoji i bitna razlika. Činjenica je da svjetski crvotočina, ako postoji, ima tendenciju da se pretvori u vremeplov. Zapravo na pozadini ova pretpostavka i posljednji porast interesa krtice ranice.
U unutrašnjosti crvotočine postoje dvije različite načini gledanja susjeda: direktno kroz tunel ili kružnim putem. Ako pokrenete jednu usta crvotočine da se pomerite u odnosu na drugi tada prema dobro poznatim paradoks blizanaca, druga osoba, vraćajući se sa putovanja, biće mlađi od preostalih. A sa druge strane, kad ti pogledaj kroz tunel – oboje mirno sjedite, sa svoje tačke pogled, laboratoriji, ništa vam se ne događa, vaš sat sinhronizovano. Dakle, imate teoretski priliku zaroniti u ovaj tunel i popeti se na trenutak koji gledištu vanjskog promatrača prethodi trenutak kada ronili ste. Ako se prilagodi odgovarajućem stepenu kašnjenja, doći će do toga mogućnost takvog kružnog putovanja u prostoru-vremenu, kad se vratite na svoje prvobitno mjesto polaska i protresete svoje prethodna inkarnacija ruke.
Paradoks blizanaca je misaoni eksperiment kojim pokušajte „dokazati“ nedosljednost posebne teorije relativnost. Prema SRT-u, u smislu “nepomičnog” posmatrači, svi se procesi u pokretnim objektima usporavaju. Sa s druge strane, princip relativnosti proglašava jednakost inercijalni referentni sistemi. Na osnovu toga rezonovanje koje vodi do prividne kontradikcije. Radi jasnoće Priča o dvojici braće blizanaca se razmatra. Jedna od njih (putnik) ide u svemirski let, a drugi (kućno telo) – ostaje na Zemlji. Najčešće se formulira “paradoks” kako slijedi:
Što se tiče kaučastog krumpira, sat pokretnog putnika ima sporo kretanje vremena, pa kad se vrate, moraju biti iza s kauča sat s krompirom. I obrnuto, što se tiče putnika Zemlja se pomerila, tako da bi sat kuće trebao zaostajati U stvari braća su jednaka, dakle, nakon što su vratila svoj sat treba pokazati jednom. Međutim, prema servisima, oni zaostaju bit će putnički sat. U takvom prekršaju vidljivo simetrija braće, a postoji i kontradikcija.
– Koja je temeljna razlika između crvotočine i crne rupe?
– Prije svega moram reći da postoje dvije vrste crnih rupa – one koje su nastale kao rezultat kolapsa zvezda, i onih koje postojao izvorno, nastao je zajedno s pojavom Svemir. To su dve bitno različite vrste crnih rupa. U svojoj vrijeme je bila takva stvar kao “bijela rupa”, sad to retko se koristi. Bijela rupa je ista crna, ali evoluirajući unazad u vremenu. U crnoj rupi, samo supstanca leti i odatle nikad ne može pobjeći. Iz bijele rupe naprotiv, tvar samo leti, ali ni na koji način ne ulazi u nju nije dozvoljeno. Zapravo, to je vrlo prirodna stvar ako i mi zapamtite da je Opća teorija relativnosti u vremenu simetrična, i, dakle, ako postoje crne rupe – mora postojati i bijela. Njihova ukupnost je krtica.
– Šta se zna o unutrašnjoj strukturi crvotočina?
– Za sada se u tom smislu samo grade modeli. S jedne strane mi znamo da se izgled ove egzotične materije možda otkrije čak i eksperimentalno, a ostaje još puno pitanja. Jedini poznati crvotočni model, više ili manje poznat po meni u skladu s stvarnošću – ovo je model početnog isparavanja (od početka Svemira) crvotočina. Zbog ovoga takva rupa dugo ostaje prohodna.
– Na čemu tačno radite?
– Bavim se čisto teorijskom aktivnošću, koja mogu se sažeti kao kauzalna struktura prostora-vremena – ovo je klasična teorija relativiteta, ponekad poluklasična (kvant, kao što znate, još ne postoji).
Fotografija iz otvorenih izvora
U klasičnoj nerelativističkoj teoriji može se smisliti dovoljno jak dokaz da putuje unutra vremena ne može biti, ali u GR-u nema takvih dokaza. I Ajnštajn, kad je upravo razvijao svoju teoriju, to je shvatio. Njemu pitao se postoji li uopće takva prilika isključiti. Potom se nije nosio s tim zadatkom, kao što je i sam kasnije i progovorio. I iako je Ajnštajn stvorio jezik za proučavanje ovog pitanja, zadatak je ostao akademski. Nalet interesa za nju dogodilo se kasnih četrdesetih godina prošlog vijeka kada je Godel predložio kosmološki model koji sadrži takve zatvorene krivulje.
Ali budući da je Gödel uvijek ponudio nešto egzotično – za To se uzimalo sa zanimanjem, ali bez ozbiljnih naučnih posledica. A onda, negde krajem prošlog veka, uglavnom, hvala naučna fantastika – na primjer, film “Kontakt” s Jodie Foster – zanima je tema putovanja vremenom ponovo s crvotočinama preporođen. Autor romana prema kojem je napisan scenarij filma, – ovo je veoma poznati astronom, popularizator nauke Karl Sagan.
Tom pitanju je pristupio vrlo ozbiljno i pitao i svog prijatelja vrlo poznati relativista, Kip Thorne, pogledajte da li je to moguće sve što je u filmu opisano sa stanovišta nauke. I on je objavio polupopularni članak iz časopisa za američke nastavnike fizike “Crvotočina kao instrument za proučavanje Opće teorije relativnosti”, gdje je razmatrao mogućnost putovanja vremenom kroz molove ranice.
Ali moram reći da je tada u naučnoj fantastici bila popularna ideja putovanja kroz crne rupe. Ali shvatio je da je crna rupa – objekt je apsolutno neprolazan – putovati kroz njih nemoguće je, stoga, mohills smatrati mogućnošću putovanje vremenom. Iako se znalo i prije, ali ljudi iz nekog je razloga svoje zaključke uzeo kao potpuno svježu misao i požurila da to istraži. Štoviše, naglasak je bio na pretpostavci o da vremenski strojevi ne mogu postojati, ali odlučili su to otkriti zašto. I prilično brzo je došlo razumijevanje koje nije očigledno nema prigovora na postojanje takve mašine. Od tada počelo se pojavljivati opsežnije istraživanje teorije. Generalno, od tada to radim.
Kontakt je naučnofantastični film iz 1997. godine. Direktor – Robert Zemeckis. Glavni zaplet: Ellie Arroway (Judy Foster) u cjelini svoj život posvetila nauci, postaje učesnica u projektu na potraga za izvanzemaljskom inteligencijom. Svi pokušaji pretrage izvanzemaljskih signala neplodna, a u pitanju je budućnost njenog projekta. Ally očajnički želi pronaći podršku, ali neočekivano dobije pomoć ekscentričnog milijarder Hadden. I evo rezultata – Ellie primi signal. Dešifriranje signala pokazuje da sadrži opis tehnički uređaj. Njegova svrha nije jasna, ali iznutra zamišljeno mjesto za jednu osobu.
Nakon kreiranja i pokretanja uređaja, Ellie odlazi putovanja kroz crvotočni sistem i vjerovatno je prebačen u planete u različitom sistemu zvijezda. Probudila se tamo, na obali mora, ona susreće predstavnika druge civilizacije koji je odabrao njenu sliku preminulog oca. Gledajući oko sebe, junakinja shvata da je to teren rekreira vanzemaljac u njenom umu na slici crtež, koji je nacrtala u detinjstvu. Vanzemaljac joj to govori uređaj vam omogućuje organiziranje sustava međuzvjezdanih staza komunikacije, a Zemlja sada postaje član civilizacijske zajednice Svemir.
Ellie se vraća na Zemlju. Sa gledišta trećih strana posmatrači, ništa joj se nije dogodilo nakon pokretanja instalacije, i naše tijelo nije napustilo našu planetu. Ellie je paradoksalno situacije. To što je naučnik, sa stanovišta stroge nauke, nema mogu potvrditi vaše riječi. Još jedna stvar postaje takođe jasna. sticaj okolnosti: kamkorder pričvršćen za Ellie tokom putovanje, nisu zabilježili ništa, ali trajanje praznog zapisa Nije bilo nekoliko sekundi, već 18 sati …
– Je li moguće napraviti “moljac”?
– Samo u vezi s tim, postoji strog naučni rezultat. Je zbog činjenice da na ispitivanju crvotočina nema tačnih rezultata. Postoji teorema dokazana jako dugo vremena i to govori. Postoji takva stvar kao što je globalna hiperboličnost. U ovom slučaju nije važno što to znači, ali poanta je u tome da su do sada budući da je prostor globalno hiperbolički, crvotočina nemoguće stvoriti – može u prirodi postojati, ali napraviti to ni sam neće raditi.
Ako uspijete razbiti globalnu hiperboličnost, onda možda možda možete uzgajati crvotočina. Ali činjenica je da je ovo razbijanje samo po sebi toliko je egzotična stvar proučavali i zataškavali da sporedni rezultat ima oblik rođenja crvotočina – ovo je relativno mala sitnica u odnosu na sebe činjenica da ste uspjeli slomiti globalno hiperboličnost.
Evo vrlo poznate stvari koja se zove “princip” stroga svemirska cenzura “, što kaže da je prostor uvek globalno hiperbolički. Ali to, u načelu, nije ništa drugo želja. Nema dokaza za vjernost ovom principu, postoji samo neka vrsta unutrašnjeg samopouzdanja svojstvenog mnogim ljudima, taj prostor-vrijeme bi trebao biti globalno hiperbolički. Ako to je tako, nemoguće je stvoriti crvotočina – morate pogledati postojeće. U međuvremenu, ozbiljne sumnje u vjernost načela svemirsku cenzuru izrazio je sam autor – Roger Penrose, ali to je druga priča.
– Odnosno, za stvaranje crvotočine ozbiljni troškovi energije?
„Teško je nešto reći.“ Problem je u tome što kad ti globalna hiperboličnost je narušena, istovremeno je narušena i predvidljivost je gotovo ista stvar. Možeš nekako geometrijski promijenite prostor u vašoj blizini, na primjer, uzmite torbu i stavite je na drugo mesto. Ali postoje određena ograničenja u kome to možete učiniti, posebno ograničenje koje se nameće predvidivost Na primjer, ponekad to možete reći dogodit će se za 2 sekunde, a ponekad i ne. Na rubu onoga što ti možda ili ne možete biti u stanju predvidjeti samo ono što se krije u globalu hiperboličnost. Ako imate prostor-vrijeme na globalnoj razini hiperbolički – možete predvidjeti njegovu evoluciju.
Ako pretpostavimo da u nekom trenutku krši globalno hiperboličnost – uz predvidivost sve postaje vrlo loše. Stoga nastaje nevjerovatna stvar, na primjer, takva izravno ovdje i sada crvotočina se može probiti kroz koji će lav iskočiti. To će biti egzotična pojava, ali nije će prekršiti sve zakone fizike. A s druge strane ti možete potrošiti mnogo truda, novca i resursa da to nekako olakšate ovaj proces. Ali rezultat će i dalje biti isti – i u oba U slučajevima kada ne znate da li će se crvotočina pojaviti ili ne. In ne možemo ništa s klasičnom fizikom – on želi, ustat će, neće htjeti – neće nastati – kvantna nauka je ne nagovještaje u vezi s tim još nam nije dao.
Princip “svemirske cenzure” formulisan je 1969. godine Roger Penrose u sljedećem figurativnom obliku: “Priroda hrani odbojnost prema goloj singularnosti. ”Navodi da singularnosti prostor-vrijeme pojavljuju se na mjestima koja su, poput unutarnja područja crnih rupa, sakrivena od posmatrača. Ovaj načelo još nije dokazano i postoji razlog da se sumnja u to apsolutna ispravnost (npr. kolaps oblaka prašine sa veliki ugaoni zamah dovodi do „gole singularnosti“, ali nije poznato je li ovo rješenje Ainsteinove jednadžbe stabilno relativno male uznemirenosti početnih podataka).
Izraz penroza (snažan oblik kosmičke cenzure) sugerira da su prostor-vrijeme u cjelini globalno hiperbolički.
Kasnije je Stephen Hawking predložio drugačiju formulaciju (slab oblik svemirske cenzure), gdje samo globalna hiperboličnost „buduće“ komponente prostora-vremena.
Olga Fadeeva
Galaksija vremena svemira Vremenski stroj Stephen Hawking Crna rupa Ajnštajn
