WORMHOLE - 1) astrofizika. Vissvarīgākais jēdziens mūsdienu astrofizika un praktiskā kosmoloģija. "Tārpu caurums" vai "tārpa caurums" ir transdimensiju eja, kas savieno melno caurumu un tam atbilstošo balto caurumu.
Astrofizika « kurmis Caurums“caururbj telpu, kas salocīta papildu dimensijās un ļauj pārvietoties pa patiešām īsu ceļu starp zvaigžņu sistēmām.
Pētījumi, kas veikti, izmantojot orbitālais teleskops Habls parādīja, ka katrs melnais caurums ir ieeja tārpa caurumā (skat. HABULA LIKUMU). Viens no lielākajiem caurumiem atrodas mūsu galaktikas centrā. Teorētiski (1993) tika parādīts, ka no šīs centrālās cauruma radās Saules sistēma.
Autors modernas idejas, Visuma novērojamā daļa burtiski ir pilna ar “tārpu caurumiem”, kas iet “uz priekšu un atpakaļ”. Tā uzskata daudzi ievērojami astrofiziķi ceļošana pa "tārpu caurumiem" ir starpzvaigžņu astronautikas nākotne. "
Mēs visi esam pieraduši, ka mēs nevaram atgriezt pagātni, lai gan dažreiz mēs to ļoti vēlamies. Vairāk nekā gadsimtu zinātniskās fantastikas rakstnieki ir attēlojuši dažāda veida incidentus, kas rodas, pateicoties spējai ceļot laikā un ietekmēt vēstures gaitu. Turklāt šī tēma izrādījās tik aktuāla, ka pagājušā gadsimta beigās pat no pasakām tālu fiziķi sāka nopietni meklēt risinājumus mūsu pasauli raksturojošiem vienādojumiem, kas ļautu radīt laika mašīnas un pārvarēt jebkuru telpu. un laiks acu mirklī.
Zinātniskās fantastikas romāni apraksta veselus transporta tīklus, kas savieno zvaigžņu sistēmas un vēsturiskos laikmetus. Viņš iegāja kabīnē, kas stilizēts, teiksim, kā telefona kabīne, un atradās kaut kur Andromedas miglājā vai uz Zemes, bet apmeklēja sen izmirušos tiranozaurus.
Personāži šādos darbos pastāvīgi izmanto laika mašīnas null-transportu, portālus un līdzīgas ērtas ierīces.
Taču zinātniskās fantastikas cienītāji šādus ceļojumus uztver bez īpašas satraukuma – nekad nevar zināt, ko var iedomāties, piedēvējot idejas realizāciju neskaidrai nākotnei vai nezināma ģēnija atziņām. Daudz pārsteidzošāk ir tas, ka laika mašīnas un tuneļi kosmosā diezgan nopietni, cik hipotētiski iespējams, tiek aktīvi apspriesti rakstos par teorētisko fiziku, viscienījamāko zinātnisko publikāciju lapās.
Atbilde slēpjas faktā, ka saskaņā ar Einšteina gravitācijas teoriju - vispārējo relativitātes teoriju (GTR) četrdimensiju telpa-laiks, kurā mēs dzīvojam, ir izliekts, un pazīstamā gravitācija ir šāda izliekuma izpausme.
Matērija “izliecas”, saliec telpu ap sevi, un jo blīvāka tā ir, jo spēcīgāks ir izliekums.
Daudzas alternatīvas gravitācijas teorijas, kuru skaits ir simtos, detalizēti atšķiras no GTR, bet saglabā galveno - ideju par laika telpas izliekumu. Un, ja telpa ir izliekta, tad kāpēc gan lai tā nevarētu pieņemt, piemēram, caurules formu, īssavienojumu reģionus, kas atdalīti ar simtiem tūkstošu gaismas gadu, vai, teiksim, laikmetus, kas ir tālu viens no otra - galu galā mēs vai runa ir ne tikai par telpu, bet arī par telpu-laiku?
Atcerieties, no Strugatskiem (kuri, starp citu, arī ķērās pie nulles transporta): "Es vispār nesaprotu, kāpēc dižciltīgais dons..." - nu, teiksim, nelido uz 32. gadsimtā?...
Tārpu caurumi vai melnie caurumi?
Domas par tik spēcīgu mūsu laiktelpas izliekumu radās uzreiz pēc vispārējās relativitātes teorijas parādīšanās – jau 1916. gadā austriešu fiziķis L. Flams apsprieda telpiskās ģeometrijas pastāvēšanas iespējamību sava veida cauruma veidā, kas savieno divas pasaules. . 1935. gadā A. Einšteins un matemātiķis N. Rozens vērsa uzmanību uz to, ka visvienkāršākajiem vispārējās relativitātes vienādojumu risinājumiem, kas apraksta izolētus, neitrālus vai elektriski lādētus gravitācijas lauka avotus, telpiskā uzbūve ir “tilta”, gandrīz vienmērīgi savieno divus Visumus - divus identiskus, gandrīz plakanus, laiktelpas.
Šāda veida telpiskās struktūras vēlāk saņēma nosaukumu “tārpu caurumi” (diezgan brīvs tulkojums Angļu vārds"tārpa caurums" - "tārpa caurums").
Einšteins un Rozens pat apsvēra iespēju izmantot šādus "tiltus", lai aprakstītu elementārdaļiņas. Faktiski daļiņa šajā gadījumā ir tīri telpisks veidojums, tāpēc nav īpaši jāmodelē masas vai lādiņa avots, un ar tārpa cauruma mikroskopiskajiem izmēriem redz ārējs, attāls novērotājs, kas atrodas vienā no telpām. tikai punktveida avots ar noteiktu masu un lādiņu.
Elektriskās elektropārvades līnijas Viņi ieiet caurumā no vienas puses un iziet no otras, nekur nesākot un nebeidzot.
Pēc amerikāņu fiziķa Dž. Vīlera vārdiem, rezultāts ir “masa bez masas, lādiņš bez lādiņa”. Un šajā gadījumā nemaz nav nepieciešams pieņemt, ka tilts savieno divus dažādus Visumus - nav sliktāk pieņemt, ka abas tārpa cauruma “mutes” iziet vienā un tajā pašā Visumā, bet dažādos punktos un iekšienē. dažādi laiki- kaut kas līdzīgs dobam “rokturim”, kas piešūts pie pazīstamās, gandrīz plakanās pasaules.
Vienu muti, kurā ieiet lauka līnijas, var uzskatīt par negatīvu lādiņu (piemēram, elektronu), otru, no kuras tās iziet, kā pozitīvu lādiņu (pozitronu), un masas būs vienādas abās. puses.
Neskatoties uz šāda attēla pievilcību, tas (daudzu iemeslu dēļ) neiesakņojās elementārdaļiņu fizikā. Ir grūti piedēvēt kvantu īpašības Einšteina-Rozena “tiltiem”, un bez tiem mikropasaulē nav ko darīt.
Zināmām daļiņu (elektronu vai protonu) masu un lādiņu vērtībām Einšteina-Rozena tilts vispār neveidojas, tā vietā “elektriskais” risinājums paredz tā saukto “tukšo” singularitāti – punktu, kurā telpas izliekums un elektriskais lauks kļūt bezgalīgs. Telpas-laika jēdziens, pat ja tas ir izliekts, šādos punktos zaudē savu nozīmi, jo nav iespējams atrisināt vienādojumus ar bezgalīgiem terminiem. Pati vispārējā relativitāte diezgan skaidri nosaka, kur tieši tā pārstāj darboties. Atcerēsimies iepriekš teiktos vārdus: “savienošanās gandrīz vienmērīgā veidā...”. Šis “gandrīz” attiecas uz Einšteina-Rozena “tiltu” galveno trūkumu - gluduma pārkāpumu šaurākajā “tilta” vietā, pie kakla.
Un šis pārkāpums, jāsaka, ir ļoti nenozīmīgs: pie tāda kakla, no attālināta novērotāja viedokļa, laiks apstājas...
Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām tas, ko Einšteins un Rozens uzskatīja par kaklu (tas ir, “tilta šaurāko punktu”), patiesībā nav nekas vairāk kā melnā cauruma notikumu horizonts (neitrāls vai uzlādēts).
Turklāt ar dažādas puses“Tilta” daļiņas jeb stari krīt uz dažādiem horizonta “posmiem”, un starp, nosacīti runājot, horizonta labo un kreiso daļu ir īpašs nestatisks laukums, kuru nešķērsojot nav iespējams iziet cauri caurumam. .
Attālinātam novērotājam kosmosa kuģis, kas tuvojas pietiekami liela (salīdzinājumā ar kuģi) melnā cauruma horizontam, šķiet, sastingst uz visiem laikiem, un signāli no tā pienāk arvien retāk. Gluži pretēji, saskaņā ar kuģa pulksteni horizonts tiek sasniegts ierobežotā laikā.
Pārbraucis apvārsni, kuģis (gaismas daļiņa vai stars) drīz vien neizbēgami nonāk singularitātē - kur izliekums kļūst bezgalīgs un kur (joprojām ceļā) jebkurš pagarināts ķermenis neizbēgami tiks saspiests un saplēsts.
Šī ir melnā cauruma iekšējās darbības skarbā realitāte. Švarcšilda un Reisnera-Nordstrēma risinājumi, kas apraksta sfēriski simetriskus neitrālus un elektriski lādētus melnos caurumus, tika iegūti 1916.-1917.gadā, bet fiziķi šo telpu sarežģīto ģeometriju pilnībā saprata tikai 50.-1960.gadu mijā. Starp citu, tieši toreiz Džons Arčibalds Vīlers, kurš bija pazīstams ar savu darbu kodolfizikā un gravitācijas teorijā, ierosināja terminus “melnais caurums” un “tārpu caurums”.
Kā izrādījās, Schwarzschild un Reisner-Nordström telpās patiešām ir tārpu caurumi. No attāla novērotāja viedokļa tie nav pilnībā redzami, tāpat kā paši melnie caurumi, un ir tikpat mūžīgi. Taču ceļotājam, kurš uzdrošinās iekļūt aiz horizonta, bedre sabrūk tik ātri, ka pa to nevar izlidot ne kuģis, ne masīva daļiņa, ne pat gaismas stars.
Lai apietu singularitāti un izlauztos "uz Dieva gaismu" - uz otru cauruma muti, ir jāpārvietojas ātrāk par gaismu. Un mūsdienās fiziķi uzskata, ka vielas un enerģijas superlumināls kustības ātrums principā nav iespējams.
Tārpu caurumi un laika cilpas
Tātad Švarcšilda melno caurumu var uzskatīt par necaurlaidīgu tārpa caurumu. Reisnera-Nordstrema melnais caurums ir sarežģītāks, taču arī neizbraucams.
Tomēr nav tik grūti izgudrot un aprakstīt šķērsojamas četrdimensiju tārpu caurumus, atlasot pareizais tips metrika (metrika jeb metriskais tensors ir lielumu kopa, ar kuras palīdzību tiek aprēķināti četrdimensiju attālumi-intervāli starp punktu notikumiem, pilnībā raksturojot gan telpas-laika ģeometriju, gan gravitācijas lauku). Caurbraucamie tārpu caurumi kopumā ir ģeometriski pat vienkāršāki nekā melnie caurumi: nedrīkst būt nekādi apvāršņi, kas laika gaitā noved pie kataklizmas.
Laiks dažādos punktos, protams, var pārvietoties ar dažādu ātrumu, taču tam nevajadzētu bezgalīgi paātrināties vai apstāties.
Jāteic, ka dažādi melnie caurumi un tārpu caurumi ir ļoti interesanti mikroobjekti, kas rodas paši no sevis, piemēram, gravitācijas lauka kvantu svārstības (10-33 cm garumā), kur, pēc esošajiem aprēķiniem, koncepcija. klasiskā, gludā laiktelpa vairs nav piemērojama.
Pie šādiem svariem ir jābūt kaut kam līdzīgam ūdenim vai ziepju putas turbulentā plūsmā, pastāvīgi “elpojot” mazu burbuļu veidošanās un sabrukšanas dēļ. Mierīgas tukšas vietas vietā mums ir mini-melni caurumi un visdīvainākās un savstarpēji savītās konfigurācijas, kas izmisīgā tempā parādās un pazūd. To izmēri ir neiedomājami mazi – tie ir tikpat reižu mazāki atoma kodols, cik daudz šis kodols ir mazāks par planētu Zeme. Pagaidām nav stingra kosmosa-laika putu apraksta, jo vēl nav izveidota konsekventa gravitācijas kvantu teorija, bet vispārīgs izklāsts aprakstītais attēls izriet no fizikālās teorijas pamatprincipiem un, visticamāk, nemainīsies.
Taču no starpzvaigžņu un starplaiku ceļojuma viedokļa ir nepieciešami pavisam cita izmēra tārpu caurumi: “gribētu”, lai saprātīga izmēra kosmosa kuģis vai vismaz tanks iziet cauri kaklam bez bojājumiem (bez tā būtu neērti starp tirānozauriem, vai ne?).
Tāpēc vispirms mums ir jāiegūst gravitācijas vienādojumu risinājumi makroskopisku izmēru šķērsojamu tārpu caurumu veidā. Un, ja mēs pieņemam, ka šāds caurums jau ir parādījies, un pārējā telpa-laiks paliek gandrīz plakana, tad, ņemiet vērā, tur ir viss - caurums var būt gan laika mašīna, gan starpgalaktikas tunelis un pat paātrinātājs.
Neatkarīgi no tā, kur un kad atrodas viena no tārpa cauruma mutēm, otrā var parādīties jebkurā vietā un jebkurā laikā - pagātnē vai nākotnē.
Turklāt mute var kustēties jebkurā ātrumā (gaismas ātruma robežās) attiecībā pret apkārtējiem ķermeņiem – tas netraucēs iziet no bedres (gandrīz) plakanajā Minkovska telpā.
Ir zināms, ka tas ir neparasti simetrisks un izskatās vienādi visos punktos, visos virzienos un jebkurā inerciālajā sistēmā neatkarīgi no tā, ar kādu ātrumu tās pārvietojas.
Bet, no otras puses, pieņemot laika mašīnas esamību, mēs uzreiz saskaramies ar veselu paradoksu "buķeti", piemēram, - aizlidoja pagātnē un "nogalināja vectēvu ar lāpstu", pirms vectēvs varēja kļūt par tēvu. Normāls veselais saprāts nosaka, ka tas, visticamāk, vienkārši nevar notikt. Un, ja fiziskā teorija apgalvo, ka tā apraksta realitāti, tai ir jāietver mehānisms, kas aizliedz šādu “laika cilpu” veidošanos vai vismaz padara to veidošanos ārkārtīgi sarežģītu.
GTR, bez šaubām, apgalvo, ka apraksta realitāti. Tajā tika atrasti daudzi risinājumi, kas apraksta telpas ar slēgtām laika cilpām, taču tās parasti viena vai otra iemesla dēļ tiek uzskatītas par nereālām vai, tā sakot, "nekaitīgām".
Jā, ļoti interesants risinājums Einšteina vienādojumus norādīja austriešu matemātiķis K. Gēdels: tas ir viendabīgs stacionārs Visums, kas rotē kopumā. Tas satur slēgtas trajektorijas, pa kurām ceļojot var atgriezties ne tikai sākuma punktā telpā, bet arī sākuma punktā laikā. Tomēr aprēķini liecina, ka šādas cilpas minimālais laika apjoms ir daudz lielāks nekā Visuma pastāvēšana.
Caurbraucamie tārpu caurumi, kas tiek uzskatīti par "tiltiem" starp dažādiem Visumiem, ir īslaicīgi (kā mēs jau teicām), lai pieņemtu, ka abas mutes atveras vienā Visumā, jo cilpas rodas nekavējoties. Kas tad no vispārējās relativitātes viedokļa traucē to veidošanos - vismaz makroskopiskā un kosmiskā mērogā?
Atbilde ir vienkārša: Einšteina vienādojumu struktūra. To kreisajā pusē ir lielumi, kas raksturo telpas-laika ģeometriju, bet labajā pusē ir tā sauktais enerģijas impulsa tensors, kas satur informāciju par vielas enerģijas blīvumu un dažādiem laukiem, par to spiedienu dažādos virzienos, par to izplatību telpā un par kustības stāvokli.
Var "lasīt" Einšteina vienādojumus no labās puses uz kreiso, sakot, ka ar to palīdzību matērija "pasaka" telpai, kā saliekties. Bet var arī - no kreisās puses uz labo, tad interpretācija būs cita: ģeometrija diktē matērijas īpašības, kas varētu tai nodrošināt, ģeometriju, esamību.
Tātad, ja mums ir nepieciešama tārpa cauruma ģeometrija, aizvietosim to Einšteina vienādojumos, analizēsim un noskaidrosim, kāda veida viela ir nepieciešama. Izrādās, ka tas ir ļoti dīvains un nepieredzēts, to sauc par "eksotisko matēriju". Tādējādi, lai izveidotu vienkāršāko tārpa caurumu (sfēriski simetrisku), ir nepieciešams, lai enerģijas blīvums un spiediens radiālajā virzienā summētos līdz negatīvai vērtībai. Vai man jāsaka, ka parastajiem matērijas veidiem (kā arī daudziem zināmiem fiziskajiem laukiem) abi šie lielumi ir pozitīvi? ..
Daba, kā mēs redzam, patiešām ir radījusi nopietnu šķērsli tārpu caurumu rašanos. Bet tādi ir cilvēki, un zinātnieki nav izņēmums: ja pastāv barjera, vienmēr atradīsies cilvēki, kas vēlēsies to pārvarēt...
Par tārpu caurumiem interesējošo teorētiķu darbu var iedalīt divos viens otru papildinošos virzienos. Pirmais, kas paredz tārpu caurumu esamību, apsver no tā izrietošās sekas, otrs mēģina noteikt, kā un no kā var veidot tārpu caurumus, kādos apstākļos tās parādās vai var parādīties.
Pirmā virziena darbos, piemēram, šāds jautājums tiek apspriests.
Pieņemsim, ka mūsu rīcībā ir tārpa caurums, caur kuru mēs varam iziet dažu sekunžu laikā un ļaut, lai tās divas piltuves formas mutes “A” un “B” atrodas tuvu viena otrai telpā. Vai šādu bedri iespējams pārvērst par laika mašīnu?
Amerikāņu fiziķis Kips Torns un viņa kolēģi parādīja, kā to izdarīt: ideja ir atstāt vienu no mutēm “A” vietā, bet otru, “B” (kam vajadzētu uzvesties kā parastam masīvam ķermenim), paātrināt līdz. ātrumu, kas salīdzināms ar gaismas ātrumu, un pēc tam atgriezieties atpakaļ un palēniniet blakus “A”. Tad, pateicoties STR efektam (laika palēninājums kustīgam ķermenim, salīdzinot ar nekustīgu ķermeni), mutei “B” paies mazāk laika nekā mutei “A”. Turklāt, jo lielāks ir “B” mutes kustības ātrums un ilgums, jo lielāka ir laika starpība starp tām.
Tas patiesībā ir tas pats zinātniekiem labi zināmais “dvīņu paradokss”: dvīnis, kurš atgriežas no lidojuma uz zvaigznēm, izrādās jaunāks par viņa mājās palikušo brāli... Lai laika starpība starp mutes ir, piemēram, seši mēneši.
Tad, sēžot pie "A" ietekas ziemas vidū, mēs redzēsim cauri tārpa bedrei gaiša bilde pagājušajā vasarā un - reāli, mēs atgriezīsimies šovasar, izejot tieši cauri bedrei. Pēc tam atkal tuvosimies piltuvei “A” (tā, kā norunājām, atrodas kaut kur netālu), atkal ienirsim bedrē un lecam tieši pagājušā gada sniegā. Un tā tik reižu, cik vēlaties. Virzoties pretējā virzienā – iegremdējot piltuvē “B” – pārlēksim sešus mēnešus nākotnē...
Tādējādi, veicot vienu manipulāciju ar vienu no mutēm, mēs iegūstam laika mašīnu, kuru var pastāvīgi “lietot” (protams, ja bedre ir stabila vai spējam saglabāt tās “darbspēju”).
Otrā virziena darbi ir daudzskaitlīgāki un, iespējams, pat interesantāki. Šis virziens ietver konkrētu tārpu caurumu modeļu meklēšanu un to specifisko īpašību izpēti, kas kopumā nosaka, ko ar šīm atverēm var darīt un kā tās izmantot.
Eksomaters un tumšā enerģija
Matērijas eksotiskās īpašības, kurām jābūt celtniecības materiāls par tārpu caurumiem, kā izrādās, var realizēties pateicoties tā sauktajai kvantu lauku vakuuma polarizācijai.
Šis secinājums tika izdarīts nesen krievu fiziķi Arkādijs Popovs un Sergejs Suškovs no Kazaņas (kopā ar David Hochberg no Spānijas) un Sergejs Krasņikovs no Pulkovas observatorijas. Un šajā gadījumā vakuums nav nekāds tukšums, bet gan kvantu stāvoklis ar viszemāko enerģiju – lauks bez reālām daļiņām. Tajā pastāvīgi parādās “virtuālo” daļiņu pāri, kas atkal pazūd, pirms tos varēja noteikt ar instrumentiem, bet atstāj savas ļoti reālās pēdas kāda enerģijas impulsa tenzora veidā ar neparastām īpašībām.
Un, lai gan matērijas kvantu īpašības izpaužas galvenokārt mikrokosmosā, to radītie tārpu caurumi (noteiktos apstākļos) var sasniegt ļoti pienācīgus izmērus. Starp citu, vienam no S. Krasņikova rakstiem ir "biedējošs" nosaukums - "Tārpu caurumu draudi". Pats interesantākais šajā tīri teorētiskajā diskusijā ir tas, ka reāli astronomiskie novērojumi pēdējos gados, šķiet, stipri iedragā oponentu pozīcijas attiecībā uz pašu tārpu caurumu pastāvēšanas iespējamību.
Astrofiziķi, pētot statistiku par supernovu sprādzieniem galaktikās, kas atrodas miljardiem gaismas gadu attālumā no mums, ir secinājuši, ka mūsu Visums ne tikai izplešas, bet izkliedējas ar arvien lielāku ātrumu, tas ir, ar paātrinājumu. Turklāt laika gaitā šis paātrinājums pat palielinās. Par to diezgan pārliecinoši liecina jaunākie novērojumi, kas veikti jaunākajos kosmosa teleskopos. Nu, tagad ir laiks atcerēties saikni starp matēriju un ģeometriju vispārējā relativitātes teorijā: Visuma izplešanās būtība ir cieši saistīta ar matērijas stāvokļa vienādojumu, citiem vārdiem sakot, ar attiecību starp tā blīvumu un spiedienu. Ja viela ir parasta (ar pozitīvu blīvumu un spiedienu), tad pats blīvums laika gaitā samazinās, un izplešanās palēninās.
Ja spiediens ir negatīvs un vienāds pēc lieluma, bet pēc zīmes pretējs enerģijas blīvumam (tad to summa = 0), tad šāds blīvums ir nemainīgs laikā un telpā - tā ir tā sauktā kosmoloģiskā konstante, kas noved pie izplešanās ar pastāvīgs paātrinājums.
Bet, lai paātrinājums laika gaitā palielinātos, un tas nav pietiekami, spiediena un enerģijas blīvuma summai jābūt negatīvai. Neviens nekad nav novērojis šādu matēriju, taču Visuma redzamās daļas uzvedība it kā signalizē par tās klātbūtni. Aprēķini liecina, ka šādai dīvainai, neredzamai matērijai (sauktai par "tumšo enerģiju") mūsdienu laikmetā vajadzētu būt aptuveni 70%, un šī proporcija nepārtraukti palielinās (atšķirībā no parastās matērijas, kas, palielinoties tilpumam, zaudē blīvumu, tumšā enerģija uzvedas paradoksāli - Visums paplašinās, un tā blīvums palielinās). Bet (un par to mēs jau runājām) tieši šāda eksotiska viela ir vispiemērotākais “būvmateriāls” tārpu caurumu veidošanai.
Ir vilinoši fantazēt: agri vai vēlu tiks atklāta tumšā enerģija, zinātnieki un tehnologi iemācīsies to kondensēt un veidot tārpu caurumus, un tad nepaies ilgs laiks, kad "sapņi piepildīsies" - par laika mašīnām un tuneļiem, kas ved uz zvaigznēm. ...
Tiesa, aplēses par tumšās enerģijas blīvumu Visumā, kas nodrošina tā paātrinātu izplešanos, ir zināmā mērā atturoši: ja tumšā enerģija tiek sadalīta vienmērīgi, rezultāts ir pavisam nenozīmīgs lielums - aptuveni 10-29 g/cm3. Parastai vielai šis blīvums atbilst 10 ūdeņraža atomiem uz 1 m3. Pat starpzvaigžņu gāze ir vairākas reizes blīvāka. Tātad, ja šis ceļš uz laika mašīnas izveidi var kļūt reāls, tas nebūs ļoti, ļoti drīz.
Nepieciešams virtuļa caurums
Līdz šim mēs runājām par tuneļveida tārpu caurumiem ar gludiem kakliņiem. Bet GTR paredz arī cita veida tārpu caurumu - un principā tiem vispār nav nepieciešama izkliedētā viela. Ir vesela Einšteina vienādojumu atrisinājumu klase, kuros četrdimensiju telpa-laiks, plakaniski tālu no lauka avota, eksistē it kā divos eksemplāros (vai loksnēs), un vienīgās lietas, kas abiem kopīgās ir noteiktas. plāns gredzens (lauka avots) un disks, šis gredzens ir ierobežots.
Šim gredzenam patiešām ir maģisks īpašums: tu vari “klejot” pa to tik ilgi, cik gribi, paliekot “savā” pasaulē, bet, izejot tai cauri, nokļūsi pavisam citā pasaulē, kaut arī līdzinās “tavējai”. Un, lai atgrieztos atpakaļ, jums vēlreiz jāiet cauri gredzenam (un no jebkuras puses, ne vienmēr no tās, no kuras tikko izgājāt).
Gredzens pats par sevi ir vienskaitlis - laika telpas izliekums uz tā iet līdz bezgalībai, bet visi punkti tā iekšpusē ir pilnīgi normāli, un ķermenis, kas tur pārvietojas, nepiedzīvo nekādas katastrofālas sekas.
Interesanti, ka šādu risinājumu ir ļoti daudz - gan neitrāli, gan elektriskais lādiņš, gan ar, gan bez rotācijas. Tas jo īpaši ir slavenais jaunzēlandieša R. Kerra risinājums rotējošam melnajam caurumam. Tas visreālistiskāk apraksta zvaigžņu un galaktikas mēroga melnos caurumus (par kuru esamību lielākā daļa astrofiziķu vairs nešaubās), jo gandrīz visi debess ķermeņi piedzīvo rotāciju, un saspiešanas laikā rotācija tikai paātrinās, it īpaši sabrukšanas laikā melnajā caurumā.
Tātad, izrādās, ka tieši rotējošie melnie caurumi ir "tiešie" kandidāti uz "laika mašīnām"? Tomēr tajā izveidojās melnie caurumi zvaigžņu sistēmas, ieskauts un piepildīts ar karstu gāzi un skarbu, nāvējošu starojumu. Papildus šim tīri praktiskajam iebildumam ir arī fundamentāls iebildums, kas saistīts ar grūtībām izkļūt no notikumu horizonta uz jaunu telpas-laika “lapu”. Bet par to nav vērts pakavēties sīkāk, jo saskaņā ar vispārējo relativitāti un daudziem tās vispārinājumiem tārpu caurumi ar vienskaitļa gredzeniem var pastāvēt bez horizonta.
Tātad ir vismaz divas teorētiskas iespējas savienojošo tārpu caurumu pastāvēšanai dažādas pasaules: urvas var būt gludas un sastāv no eksotiskām vielām, vai arī tās var rasties savdabības dēļ, vienlaikus paliekot caurejamas.
Kosmoss un stīgas
Plānie vienskaitļa gredzeni atgādina citus neparastus objektus, ko paredz mūsdienu fizika – kosmiskās stīgas, kas veidojās (saskaņā ar dažām teorijām) agrīnajā Visumā, superblīvajai vielai atdziestot un mainot savus stāvokļus.
Tie patiešām atgādina stīgas, tikai neparasti smagas - daudzi miljardi tonnu uz centimetru garuma ar mikrona daļas biezumu. Un, kā parādīja amerikānis Ričards Gots un francūzis Žerārs Klemens, no vairākām stīgām, kas lielā ātrumā kustas viena pret otru, ir iespējams izveidot struktūras, kas satur pagaidu cilpas. Tas ir, noteiktā veidā pārvietojoties šo stīgu gravitācijas laukā, jūs varat atgriezties sākuma punktā, pirms to pametāt.
Astronomi jau ilgu laiku ir meklējuši šāda veida kosmosa objektus, un šodien jau ir viens “labs” kandidāts - objekts CSL-1. Šīs ir divas pārsteidzoši līdzīgas galaktikas, kuras patiesībā, iespējams, ir viena, tikai gravitācijas lēcu ietekmes dēļ ir bifurkētas. Turklāt šajā gadījumā gravitācijas lēca nav sfēriska, bet gan cilindriska, kas atgādina garu, plānu smagu pavedienu.
Vai piektā dimensija palīdzēs?
Gadījumā, ja telpa-laiks satur vairāk nekā četras dimensijas, tārpu caurumu arhitektūra iegūst jaunas, iepriekš nezināmas iespējas.
Tātad, iekšā pēdējie gadi Jēdziens “brānu pasaule” ieguva popularitāti. Tas pieņem, ka visa novērojamā viela atrodas uz kādas četrdimensiju virsmas (apzīmē ar terminu “brāna” — saīsināts vārds “membrāna”), un apkārtējā piecu vai sešu dimensiju tilpumā nav nekā, izņemot gravitācijas lauku. Gravitācijas lauks uz pašas branas (un tas ir vienīgais, ko mēs novērojam) pakļaujas modificētajiem Einšteina vienādojumiem, un tie satur apkārtējā tilpuma ģeometrijas ieguldījumu.
Tātad šim ieguldījumam var būt eksotiskas vielas loma, kas rada tārpu caurumus. Buras var būt jebkura izmēra, un tajā pašā laikā tām nav sava smaguma.
Tas, protams, neizsmeļ visu tārpu caurumu “dizainu” daudzveidību un vispārējs secinājums ir tāds, ka, neskatoties uz to īpašību neparasto raksturu un visām fundamentālā, tostarp filozofiskā, rakstura grūtībām, pie kurām tie var novest, to iespējamā pastāvēšana ir jāuztver ar pilnīgu nopietnību un pienācīgu uzmanību.
Piemēram, nevar izslēgt, ka starpzvaigžņu vai starpgalaktiskajā telpā pastāv lieli caurumi, kaut vai tikai šīs ļoti tumšās enerģijas koncentrācijas dēļ, kas paātrina Visuma izplešanos.
Nav skaidras atbildes uz jautājumiem – kā tie varētu izskatīties zemes vērotājam un vai ir kāds veids, kā tos atklāt. Atšķirībā no melnajiem caurumiem, tārpu caurumos pat var nebūt nekāda manāma pievilcīga lauka (iespējama arī atgrūšanās), un tāpēc to tuvumā nevajadzētu gaidīt ievērojamu zvaigžņu vai starpzvaigžņu gāzes un putekļu koncentrāciju.
Bet, pieņemot, ka viņi var “īssavienot” reģionus vai laikmetus, kas atrodas tālu viens no otra, izlaižot caur sevi gaismekļu starojumu, ir pilnīgi iespējams sagaidīt, ka kāda tāla galaktika šķitīs neparasti tuvu.
Sakarā ar Visuma izplešanos, jo tālāk atrodas galaktika, jo lielāka spektra nobīde (uz sarkano) nonāk pie mums tās starojums. Bet, skatoties caur tārpa caurumu, sarkanās nobīdes var nebūt. Vai arī būs, bet kaut kas cits. Dažus šādus objektus var novērot vienlaikus divos veidos - caur caurumu vai “parastajā” veidā, “garām bedrei”.
Tādējādi kosmiskā tārpa cauruma pazīme varētu būt šāda: divu objektu ar ļoti līdzīgām īpašībām novērošana, bet dažādos redzamajos attālumos un dažādās sarkanās nobīdēs.
Ja tārpu caurumi tomēr tiks atklāti (vai uzbūvēti), filozofijas joma, kas nodarbojas ar zinātnes interpretāciju, saskarsies ar jauniem un, jāsaka, ļoti sarežģītiem uzdevumiem. Un neskatoties uz visu šķietamo laika cilpu absurdumu un ar cēloņsakarību saistīto problēmu sarežģītību, šī zinātnes joma, visticamāk, agrāk vai vēlāk to visu kaut kā sakārtos. Tāpat kā es savulaik “tieku galā” ar konceptuālām problēmām kvantu mehānika un Einšteina relativitātes teorija...
Kirils Broņņikovs, fizikas un matemātikas zinātņu doktors
Tārpu caurums vai tārpa caurums teorētiski ir laika un telpas krustpunkts, kas ievērojami samazina tālsatiksmes ceļošanas laiku visā Visumā. Jēdziens “tārpu caurums” radās, pateicoties vispārējai relativitātes teorijai. Tārpu caurumi vēl nav pētīti un rada milzīgus draudus pēkšņu kontaktu ar neizpētītu vielu, augsta starojuma un citu nezināmu sabrukumu veidā.
Tārpu cauruma teorija
1935. gadā fiziķi un Neitans Rozens atklāja vispārējās relativitātes teoriju, kas ierosināja "tiltu" esamību telpā un laikā. Šos ceļus sauc par "Einšteina-Rozena tiltiem" vai tārpu caurumiem. Šie tilti savieno divus dažādus punktus laikā un telpā, teorētiski radot ceļu, kas samazina ceļojuma laiku un brauciena attālumu.
Teorētiski tajā ir divi caurumi, kas pēc tam tiek savienoti. Šo caurumu sākumi, visticamāk, ir sfēriski. Pēc tam tie virzās taisnā posmā, lai gan ir iespējams, ka tas varētu veidot apli, nodrošinot ceļotājam garāku ceļu nekā tradicionālais maršruts.
Einšteina vispārējās relativitātes teorija matemātiski liecina par tārpu caurumu esamību, taču līdz šim astrofiziķi to nav atklājuši. Vienīgais, kas liecina par CN klātbūtni, ir negatīvā masa, ko var noteikt pēc tā, kā tās gravitācija ietekmē garām ejošo gaismu.
Daži vispārējās relativitātes teorijas apgalvojumi pieļauj tārpu caurumu pastāvēšanu, no kuriem daži sastāv no melnajiem caurumiem. Tiesa, pēc savas būtības melnais caurums, kas rodas no mirstošas zvaigznes sprādziena, pats nevar izveidot tārpa caurumu.
Zinātniskā fantastika ir pilna ar stāstiem par ceļojumiem cauri tārpu caurumiem. Taču patiesā šāda ceļojuma realitāte vēl nešķiet reāla.
Pirmā problēma ir tārpu caurumu izmērs. Pēc zinātnieku domām, parasto tārpu caurumu izmērs ir 10-33 centimetri. Tomēr, Visumam paplašinoties, iespējams, ka daži no tiem varētu izstiepties līdz lielākiem izmēriem.
Vēl viena ceļotāju problēma ir tārpa cauruma neizpētītā stabilitāte. Einšteina-Rozena pētījumi praktiskiem ceļojumiem bija vienkārši bezjēdzīgi. Taču jaunākie pētījumi ir parādījuši, ka tārpu caurums, kas satur "eksotisku vielu", var palikt atvērts izpētei un nemainīgs ilgu laiku.
Eksotiskā viela, kas atšķiras no tumšās vielas vai antimatērijas, satur negatīvu enerģijas blīvumu, kā arī negatīvu spiedienu.
Ja CN (tārpu caurums) satur pietiekamā daudzumā Eksotiskas vielas, neatkarīgi no tā, vai tās ir dabiskas vai cilvēka radītas, teorētiski varētu izmantot kā veidu, kā nosūtīt informāciju vai ceļotājus pa kosmosu.
Tārpu caurumi var ne tikai savienot divus atsevišķus Visuma reģionus, bet arī savienot divas dažādas galaktikas. Interesanti, ka daži zinātnieki norāda, ka, ja viena ieeja KN tiek pārvietota noteiktā secībā, tas vēlāk var ļaut ceļot. Neskatoties uz to, britu astrofiziķis un kosmologs Stīvens Hokings apgalvo, ka CN izmantošana ceļošanai vēl nav iespējama.
"Tārpu caurums patiesībā nedod jums iespēju ceļot atpakaļ laikā," rakstīja NASA zinātnieks Ēriks Kristiāns.
Tārpu caurums ir teorētiska caurlaide telpā-laikā, kas varētu ievērojami saīsināt garos ceļojumus visā Visumā, izveidojot īsceļus starp galamērķiem. Tārpu caurumu esamību paredz relativitātes teorija. Taču līdztekus ērtībām tie var radīt arī ārkārtējas briesmas: pēkšņa sabrukuma briesmas, augsts starojums un bīstami kontakti ar eksotiskām vielām.
Tārpu caurumu jeb “tārpu caurumu” teorija
1935. gadā fiziķi Alberts Einšteins un Neitans Rozens izmantoja relativitātes teoriju, lai ierosinātu “tiltu” esamību telpā-laikā. Šie ceļi, ko sauc par Einšteina-Rozena tiltiem vai tārpu caurumiem, savieno divus dažādus telpas laika punktus, teorētiski radot īsākos koridorus, kas samazina ceļojuma attālumu un laiku.
Tārpu caurumiem ir divas mutes, kuras savieno kopīgs kakls. Mutes, visticamāk, ir sfēriska forma. Kakls var būt taisns posms, bet tas var arī saritināties, kļūstot garāks, jo garāks ir parastais maršruts.
Einšteina vispārējā relativitātes teorija matemātiski prognozē tārpu caurumu esamību, taču līdz šim neviens nav atklāts. Negatīvās masas tārpa caurumu var izsekot, pateicoties tās gravitācijas ietekmei uz garām ejošo gaismu.
Daži vispārējās relativitātes teorijas risinājumi pieļauj “tārpu caurumu” pastāvēšanu, kuru katra ieeja (mute) ir melnais caurums. Tomēr dabiskie melnie caurumi, kas veidojas, sabrūkot mirstošai zvaigznei, paši nerada tārpa caurumu.
Caur tārpa caurumu
Zinātniskā fantastika ir pilna ar stāstiem par ceļojumiem cauri tārpu caurumiem. Taču patiesībā šāda ceļošana ir daudz sarežģītāka, un ne tikai tāpēc, ka vispirms ir jāatklāj šāda tārpa bedre.
Pirmā problēma ir izmērs. Tiek uzskatīts, ka relikvijas tārpu caurumi pastāv mikroskopiskā līmenī, aptuveni 10–33 centimetru diametrā. Tomēr, Visumam paplašinoties, iespējams, ka daži no tiem izauga līdz lieliem izmēriem.
Vēl viena problēma rodas no stabilitātes. Precīzāk, tās prombūtnes dēļ. Einšteina-Rouzena prognozētie tārpu caurumi būtu bezjēdzīgi ceļošanai, jo tie pārāk ātri sabrūk. Taču jaunākie pētījumi liecina, ka tārpu caurumi, kas satur "eksotisku vielu", var palikt atvērti un nemainīgi ilgāku laiku.
Eksotiskajai vielai, ko nevajadzētu jaukt ar tumšo vielu vai antimateriālu, ir negatīvs blīvums un milzīgs negatīvs spiediens. Šādu vielu var noteikt tikai noteiktu vakuuma stāvokļu uzvedībā kvantu lauka teorijas ietvaros.
Ja tārpu caurumos ir pietiekami daudz eksotisku vielu, kas ir dabā sastopamas vai mākslīgi pievienotas, tad teorētiski tās varētu izmantot kā informācijas pārraides veidu vai koridoru caur kosmosu.
Tārpu caurumi var ne tikai savienot divus dažādus viena un tā paša Visuma galus, bet arī savienot divus dažādus Visumus. Turklāt daži zinātnieki ir izteikuši domu, ka, ja viena tārpa cauruma ieeja noteiktā veidā pārvietotos, tā varētu būt noderīga ceļošana laikā . Tomēr viņu pretinieki, piemēram, britu kosmologs Stīvens Hokings, iebilst, ka šāda izmantošana nav iespējama.
Lai gan eksotisku vielu pievienošana tārpa caurumam var to stabilizēt līdz tādam līmenim, ka cilvēku sugas var droši pārvietoties pa to, joprojām pastāv iespēja, ka ar "parasto" vielu pievienošanu pietiks, lai destabilizētu portālu.
Ar pašreizējām tehnoloģijām nepietiek, lai palielinātu vai stabilizētu tārpu caurumus, pat ja tie tiks atrasti tuvākajā nākotnē. Tomēr zinātnieki turpina pētīt šo koncepciju kā kosmosa ceļošanas metodi, cerot, ka šī tehnoloģija galu galā parādīsies un viņi galu galā varēs izmantot tārpu caurumus.
Pamatojoties uz Space.com materiāliem
- Ceļošana laikā, izmantojot tārpu caurumus Laika mašīnas jēdziens, kas tiek izmantots daudzos zinātniskās fantastikas darbos, parasti uzbur neticamas ierīces attēlus. Bet saskaņā ar vispārējo teoriju...
- Vai varam būt droši, ka laika ceļotāji nemainīs mūsu pagātni? Parasti mēs uzskatām par pašsaprotamu, ka mūsu pagātne ir noteikts un negrozāms fakts. Vēsture ir tāda, kādu mēs to atceramies....
Zinātniskajā fantastikā tārpu caurumi, vai tārpu caurumi, ir metode, ko bieži izmanto, lai kosmosā ceļotu ļoti lielos attālumos. Vai šie maģiskie tilti patiešām varētu pastāvēt?
Lai arī cik es esmu entuziasts par cilvēces nākotni kosmosā, ir viena acīmredzama problēma. Mēs esam mīksti gaļas maisi, kas sastāv galvenokārt no ūdens, un tie citi ir tik tālu no mums. Pat ar visoptimistiskākajām kosmosa lidojumu tehnoloģijām mēs varam iedomāties, ka mēs nekad nesasniegsim nevienu zvaigzni laikā, kas ir vienāds ar cilvēka dzīves ilgumu.
Realitāte vēsta, ka pat mums tuvākās zvaigznes ir neaptverami tālu, un ceļojuma veikšanai būtu nepieciešams milzīgs enerģijas vai laika daudzums. Realitāte mums saka, ka mums ir vajadzīgs kosmosa kuģis, kas kaut kādā veidā varētu lidot simtiem vai tūkstošiem gadu, kamēr uz tā dzimst astronauti paaudzi pēc paaudzes, dzīvo savu dzīvi un mirst lidojumā uz citu zvaigzni.
No otras puses, zinātniskā fantastika ved mūs pie metodēm, kā veidot uzlabotus dzinējus. Iedarbiniet šķēru piedziņu un vērojiet, kā garām pazib zvaigznes, padarot ceļojumu uz Alpha Centauri tikpat ātru un patīkamu kā kruīzēšanu ar kuģi kaut kur jūrā.
Kadrs no filmas "Starpzvaigžņu".
Vai jūs zināt, kas ir vēl vienkāršāk? Tārpu caurums; maģisks tunelis, kas savieno divus telpas un laika punktus. Vienkārši iestatiet galamērķi, pagaidiet, kamēr zvaigžņu vārti nostabilizēsies, un vienkārši lidojiet... lidojiet pusceļā pāri galaktikai uz savu galamērķi.
Jā, tas ir patiešām forši! Kādam vajadzēja izgudrot šos tārpu caurumus, ieviešot jaunu drosmīgu starpgalaktisko ceļojumu nākotni. Kas ir tārpu caurumi, un cik drīz es varu tos izmantot? Tu jautā...
Tārpu caurums, kas pazīstams arī kā Einšteina-Rozena tilts, ir teorētiskā metode salokot telpu un laiku, lai jūs varētu savienot divus telpas punktus. Tad jūs varētu uzreiz pārvietoties no vienas vietas uz otru.
Mēs izmantosim klasisko demonstrāciju no , kur jūs novelkat līniju starp diviem punktiem uz papīra, pēc tam salokiet papīru un ievietojiet zīmuli šajos divos punktos, lai saīsinātu ceļu. Tas lieliski darbojas uz papīra, bet vai tā ir īsta fizika?
Alberts Einšteins, iemūžināts 1953. gada fotogrāfijā. Fotogrāfs: Rūta Orkina.
Kā mums mācīja Einšteins, gravitācija nav spēks, kas pievelk matēriju kā magnētisms, tas patiesībā ir telpas-laika izliekums. Mēness domā, ka tas vienkārši iet pa taisnu līniju cauri telpai, bet patiesībā tas iet pa izliektu ceļu, ko rada Zemes gravitācija.
Tātad, pēc fiziķu Einšteina un Neitana Rozena domām, jūs varētu pagriezt tik blīvu telpas laika lodi, ka divi punkti atrastos vienā fiziskajā vietā. Ja jūs varētu saglabāt tārpa caurumu stabilu, jūs varētu droši atdalīt divus telpas laika reģionus tā, lai tie joprojām atrastos tajā pašā vietā, bet atdalīti ar attālumu, kas jums patika.
Mēs ejam lejup pa gravitāciju vienā tārpa cauruma pusē un pēc tam ar zibens ātrumu parādās citā vietā miljonu un miljardu gaismas gadu attālumā. Lai gan teorētiski ir iespējams izveidot tārpu caurumus, no tā, ko mēs šobrīd saprotam, tie praktiski nav iespējams.
Pirmkārt liela problēma ir tas, ka tārpu caurumi ir neizbraucami, saskaņā ar Vispārējā teorija Relativitāte. Tāpēc paturiet to prātā, fizika, kas paredz šīs lietas, aizliedz to izmantošanu kā transportēšanas metodi. Kas viņiem ir diezgan nopietns trieciens.
Mākslinieciska ilustrācija par kosmosa kuģi, kas pārvietojas caur tārpa caurumu tālā galaktikā. Pateicība: NASA
Otrkārt, pat ja varētu izveidot tārpa caurumu, tas, visticamāk, būtu nestabils, aizveroties uzreiz pēc izveidošanas. Ja mēģinātu aiziet līdz vienam tās galam, jūs varētu vienkārši izkrist.
Treškārt, ja tie ir izbraucami un ir iespējams tos noturēt stabilus, tad, kad kāda viela mēģinās tiem iziet cauri - pat gaismas fotoni - tas sabruktu tārpa caurumā.
Ir cerību mirdzums, jo fiziķi joprojām nav izdomājuši, kā apvienot gravitācijas un kvantu mehānikas teorijas. Tas nozīmē, ka pats Visums par tārpu caurumiem var zināt kaut ko tādu, ko mēs vēl nesaprotam. Iespējams, ka tie tika izveidoti dabiski kā daļa no laika, kad visa Visuma telpa-laiks tika ievilkts singularitātē.
Astronomi ir ierosinājuši meklēt tārpu caurumus kosmosā, aplūkojot, kā to gravitācija izkropļo aiz tām esošo zvaigžņu gaismu. Neviens vēl nav parādījies. Viena iespēja ir tāda, ka tārpu caurumi dabiski izskatās kā virtuālās daļiņas, par kurām mēs zinām. Tikai tie būtu neaptverami mazi, Planka mērogā. Jums būs nepieciešams mazāks kosmosa kuģis.
Viena no interesantākajām tārpu caurumu sekām ir tā, ka tās var arī ļaut jums ceļot laikā. Lūk, kā tas darbojas. Pirmkārt, laboratorijā izveidojiet tārpa caurumu. Tad paņem vienu tā galu, ieliec tajā kosmosa kuģi un lido ar ievērojamu gaismas ātruma daļu, lai iedarbotos laika paplašināšanās efekts.
Cilvēkiem uz kosmosa kuģa paies tikai daži gadi, kamēr uz Zemes aizies simtiem vai pat tūkstošiem cilvēku paaudžu. Pieņemot, ka jūs varētu saglabāt tārpa caurumu stabilu, atvērtu un izbraucamu, tad ceļot pa to būtu ļoti interesanti.
Ja jūs staigātu vienā virzienā, jūs ne tikai nobrauktu attālumu starp tārpu caurumiem, bet arī virzītos uz priekšu laikā un atpakaļceļā: atpakaļ laikā.
Daži fiziķi, piemēram, Leonards Suskinds, uzskata, ka tas nedarbosies, jo tas pārkāptu divus fizikas pamatprincipus: enerģijas nezūdamības likumu un Heizenberga enerģijas un laika nenoteiktības principu.
Diemžēl šķiet, ka tārpu caurumiem pārskatāmā nākotnē, iespējams, uz visiem laikiem būs jāpaliek zinātniskās fantastikas jomā. Pat ja būtu iespējams izveidot tārpa caurumu, jums tas būtu jāsaglabā stabils, atvērts un pēc tam jāizdomā, kā ļaut matērijai tajā iekļūt, nesabrūkot. Tomēr, ja jūs varētu to izdomāt, jūs padarītu kosmosa ceļošanu ļoti ērtu.
Izlasītā raksta nosaukums "Kas ir tārpu caurumi vai tārpu caurumi?".
Ceļot telpā un laikā iespējams ne tikai zinātniskās fantastikas filmās un zinātniskās fantastikas grāmatās, nedaudz vairāk, un tas var kļūt par realitāti. Daudzi pazīstami un cienīti speciālisti strādā pie tādu parādību kā tārpu caurumiem un telpas-laika tuneļu izpētes.
Tārpu caurums, kā to definējis fiziķis Ēriks Deiviss, ir sava veida kosmisks tunelis, saukts arī par rīkli, kas savieno divus attālus Visuma reģionus vai divus dažādus Visumus - ja pastāv citi Visumi - vai divus dažādus laika periodus vai dažādas telpiskās dimensijas. . Neraugoties uz to, ka to esamība nav pierādīta, zinātnieki nopietni apsver visus iespējamos veidus, kā izmantot caurbraucamos tārpu caurumus, ja vien tādi pastāv, lai pārvarētu attālumus ar gaismas ātrumu un pat ceļotu laikā.
Pirms tārpu caurumu izmantošanas zinātniekiem tie jāatrod. Mūsdienās diemžēl nav atklāti nekādi pierādījumi par tārpu caurumu esamību. Bet, ja tie pastāv, to atrašanās vieta var nebūt tik sarežģīta, kā šķiet no pirmā acu uzmetiena.
Kas ir tārpu caurumi?
Mūsdienās ir vairākas teorijas par tārpu caurumu izcelsmi. Matemātiķis Ludvigs Flamms, kurš izmantoja Alberta Einšteina relativitātes vienādojumus, bija pirmais, kurš ieviesa terminu "tārpa caurums", aprakstot procesu, kurā gravitācija var saliekt laika telpu saistībā ar fiziskās realitātes struktūru, kā rezultātā veidojas telpas-laika tunelis. .
Ali Evguns no Austrumu Vidusjūras universitātes Kiprā norāda, ka tārpu caurumi rodas vietās, kur ir blīva tumšās vielas uzkrāšanās. Saskaņā ar šo teoriju tārpu caurumi varētu pastāvēt ārējos reģionos piena ceļš, kur ir tumšā viela, un citās galaktikās. Matemātiski viņam izdevās pierādīt, ka ir viss nepieciešamos nosacījumus lai apstiprinātu šo teoriju.
"Nākotnē būs iespējams netieši novērot līdzīgus eksperimentus, kā parādīts filmā Starpzvaigžņu," sacīja Ali Evguns.
Torns un virkne citu zinātnieku secināja, ka pat tad, ja nepieciešamo faktoru ietekmē izveidotos kāda tārpa bedre, tā, visticamāk, sabruktu, pirms kāds objekts vai cilvēks tam izietu cauri. Lai tārpa caurums būtu pietiekami ilgi atvērts, būtu nepieciešams liels daudzums tā saucamās “eksotiskās vielas”. Viena no dabiskās “eksotiskās matērijas” formām ir tumšā enerģija, Deiviss tās darbību skaidro šādi: “spiediens, kura vērtība ir zemāka par atmosfēras spiedienu, rada gravitācijas-atgrūšanas spēku, kas savukārt spiež iekšējā telpa no mūsu Visuma uz āru, kas rada inflācijas ekspansija Visums."
Tāda eksotiska materiāla kā tumšā viela Visumā ir piecas reizes vairāk nekā parastā matērija. Līdz šim zinātniekiem nav izdevies atklāt tumšās vielas vai tumšās enerģijas kopas, tāpēc daudzas to īpašības nav zināmas. To īpašību izpēte notiek, pētot telpu ap tiem.
Caur tārpa caurumu cauri laikam – realitāte?
Ideja par ceļošanu laikā ir diezgan populāra ne tikai pētnieku vidū. Tārpu caurumu teorijas pamatā ir Alises ceļojums caur skatlogu Lūisa Kerola tāda paša nosaukuma romānā. Kas ir telpas-laika tunelis? Telpas apgabalam tuneļa tālākajā galā ir jāizceļas no zonas ap ieeju, jo izkropļojumi ir līdzīgi atspīdumiem izliektajos spoguļos. Vēl viena zīme varētu būt koncentrēta gaismas kustība, ko gaisa straumes virza cauri tārpa cauruma tuneli. Deiviss fenomenu tārpa cauruma priekšgalā sauc par "kaustiskās varavīksnes efektu". Šādas sekas var redzēt no attāluma. "Astronomi plāno izmantot teleskopus, lai meklētu šīs varavīksnes parādības, meklējot dabisku vai pat nedabiski radītu, izbraucamu tārpa caurumu," sacīja Deiviss. "Es nekad neesmu dzirdējis, ka projekts patiešām ir sācies."
Kā daļu no viņa pētījumu par tārpu caurumiem Torns izvirzīja teoriju, ka tārpa caurumu var izmantot kā laika mašīnu. Domu eksperimenti, kas saistīti ar ceļošanu laikā, bieži vien nonāk paradoksiem. Iespējams, slavenākais no tiem ir vectēva paradokss: ja pētnieks atgriežas pagātnē un nogalina savu vectēvu, tad šis cilvēks nevarēs piedzimt un tāpēc nekad neatgrieztos laikā. Lai gan var pieņemt, ka nav ceļa atpakaļ uz ceļošanu laikā, Deiviss sacīja, ka Torna darbs ir pavēris zinātniekiem jaunas iespējas izpētīt.
Fantoma saite: tārpu caurumi un kvantu valstība
"Visa teorētiskās fizikas mājrūpniecība izauga no teorijām, kuru rezultātā tika izstrādātas citas telpas-laika metodes, kas radīja aprakstītos laika mašīnu paradoksu cēloņus," sacīja Deiviss. Par spīti visam, iespēja izmantot tārpu caurumu ceļošanai laikā vilina gan zinātniskās fantastikas cienītājus, gan tos, kuri vēlas mainīt savu pagātni. Deiviss, pamatojoties uz pašreizējām teorijām, uzskata, ka, lai no tārpa bedres izveidotu laika mašīnu, plūsmas vienā vai abos tuneļa galos būtu jāpaātrina līdz ātrumam, kas tuvojas gaismas ātrumam.
"Pamatojoties uz to, būtu ārkārtīgi grūti izveidot laika mašīnu, kuras pamatā būtu tārpa caurums," sacīja Deiviss. "Salīdzinājumam, tārpu caurumus būtu daudz vieglāk izmantot starpzvaigžņu ceļojumiem kosmosā."
Citi fiziķi ir ierosinājuši, ka laika ceļojums cauri tārpa caurumam varētu izraisīt milzīgu enerģijas uzkrāšanos, kas iznīcinātu tuneli, pirms to varētu izmantot kā laika mašīnu, un šo procesu sauc par kvantu pretreakciju. Tomēr sapņot par tārpu caurumu potenciālu joprojām ir jautri: "Padomājiet par visām iespējām, kas cilvēkiem būtu, ja viņi atklātu veidu, kā darīt to, ko viņi varētu darīt, ja viņi varētu ceļot laikā?" sacīja Deiviss. "Viņu piedzīvojumi būtu, maigi izsakoties, ļoti interesanti."
VAIRĀK pārsteidzoši raksti
Attēlā no Starptautiskās kosmosa stacijas redzamas oranžas gaisa mirdzošas svītras zemes atmosfēra. NASA jaunais atmosfēras viļņu eksperiments novēros šo fenomenu no orbitālās stacijas līdz...
Krievijas kosmosa aģentūra Roscosmos parakstījusi līgumu ar amerikāņu kosmosa tūrisma kompāniju Space Adventures par divu pasažieru lidošanu uz SKS 2021. gadā. Atšķirībā no iepriekšējām palaišanām, šie divi tūristi dosies...
Pētnieki uzskata, ka sīki Zemes gaisa gabali izplūst dziļā kosmosā tālu aiz Mēness orbītas. Izrādās, ka Zemes ģeokorona (mazs ūdeņraža atomu mākonis) izplatās kosmosā 630 000 km. Lai jūs saprastu, L...
Pētnieki, kas pēta Saules vēja ietekmi uz Mēness virsmu, uzskata, ka šis kontakts varētu radīt galveno ūdens sastāvdaļu.Cilvēce nevar izdzīvot bez ūdens, tāpēc pastāv nopietna problēma ar ilgtermiņa...
Pēc kosmosā pavadīta gada imūnsistēma Astronauts Skots Kellijs atskanēja trauksmes signālu. Pētnieki arī atzīmē, ka daži no tā gēniem ir mainījuši aktivitāti. Pētījumi tika minēti, salīdzinot sniegumu ar viņa dvīņu brāli...