Kuinka kätellä itseäsi, joka pakeni tulevaisuudesta? Miksi leijonasi voi yhtäkkiä toteutua? Kuinka päästä sisään toinen universumi, käy aikakoneessa ja mikä on “valkoinen” reikä “? Tämän kertoi vanhempi tutkija laboratoriossa Pääkohteen (Pulkovo) tähtien fysiikka Sergey Krasnikov.
– Sergey Vladilenovich, mikä on madonreikä?
– Ei ole tiukkaa määritelmää. Tällaisia määritelmiä tarvitaan, kun todistat joitain lauseita, eikä tiukat lauseet ole, siksi rajoittuen pääasiassa kuviollisiin käsitteisiin, kuviin. Kuvittele, että otimme pallon pois kolmiulotteisesta tilaa yhdessä huoneessa ja täsmälleen sama pallo otettiin ulos toisessa huone, ja näiden reikien tuloksena olevat reunat liimattiin yhteen.
valokuva avoimista lähteistä
Joten kun astumme yhdessä huoneessa tämän sisälle entisen pallon, josta on tullut reikä, nousemme toiseen huoneeseen – alkaen reikiä, jotka muodostuivat toisen pallon tilalle. Jos me tila ei olisi kolmiulotteinen, vaan kaksiulotteinen – se näyttäisi kuin paperiarkki, johon kynä on liimattu. Kolmiulotteinen analogia ja sen kehitystä ajan myötä kutsutaan madonreikä.
– Kuinka molekyylit yleensä opiskelevat?
– Tämä on puhtaasti teoreettista toimintaa. Madonreiät kukaan koskaan nähnyt, ja yleensä ei ole varmuutta siitä, että he jopa olemassa. Matoreikä ja alkoi opiskella, alkaen kysymyksestä: onko luonteeltaan sellaisia mekanismeja, että takaisi meille, että sellaisia reikiä luonnossa ei ole voi? Näitä mekanismeja ei löytynyt, joten voimme olettaa sen madonreiät ovat todellinen ilmiö.
– Onko periaatteessa mahdollista nähdä madonreikä?
– Tietysti. Jos lukitussa huoneessa sinulla ei yhtäkkiä ole minnekään mies ryömii ulos, sitten huomaat madonreiän. Moleholes kuten tutkimuksen kohteen keksivät ja edistäneet amerikkalaiset teoreettinen fyysikko John Wheeler, joka ei halunnut selittää heidän avullaan, ei kumpikaan yhtä paljon kuin sähkölataukset. Selitetään. kuvaus vapaa sähkökenttä teoreettisen fysiikan kannalta – ei kovin vaikea tehtävä.
Mutta kuvata sähkövarausta samasta näkökulmasta on erittäin ei helppoa. Sähkövaraus näkyy tässä mielessä salaperäinen asia: jokin aine, erillään kentästä, tuntemattoman alkuperän, eikä ole selvää, kuinka siihen käsitellä klassinen fysiikka. Wheelerin idea oli seuraava. Sanotaan meillä on lävistetty mikroskooppinen madonreikä voimalinjoilla – yhdestä päästä nämä linjat tulevat siihen, ja toinen – tule ulos.
Ulkopuolinen tarkkailija, joka ei tiedä näiden kahden päättymistä voimajohtojen avulla sellainen esine havaitsee yksinkertainen pallo avaruudessa, tutkii ympäröivän kentän ja se näyttää pistevarauskentältä. vain havaitsijalle näyttää olevan tämä jonkinlainen salaperäinen aine, jolla on maksu jne., ja kaikki koska hän ei tiedä mitä itse asiassa tämä on madonreikä.
Tietenkin, tämä on erittäin tyylikäs idea, ja monet ovat kokeilleet sitä. kehittyä, mutta ei erityisen edistyneenä, koska elektronit ovat, loppujen lopuksi kvanttiobjektit ja madonreiät kvantitasolla luonnollisesti kukaan ei osaa kuvailla. Mutta olettaen, että hypoteesi on totta, niin madonreikiä on enemmän kuin päivittäin ilmiö, kaikki sähköön liittyvä sidotaan sisään viime kädessä se on heille.
valokuva avoimista lähteistä
Eksoottinen aine on klassinen fysiikan käsite, joka kuvaa mikä tahansa (yleensä hypoteettinen) aine, joka rikkoo yhtä tai useita klassisia olosuhteita, tai ei koostu tunnetuista baryoneja. Tällaisilla aineilla voi olla ominaisuuksia, kuten negatiivinen energian tiheys tai hylkää sijaan vetovoima painovoima. Eksoottinen aine käytetään joissain teorioissa, esimerkiksi rakenteen teoriassa madonreikiä. Kuuluisin edustaja eksoottisista aine on tyhjiö alueella, jolla on negatiivinen paine, Casimir-efekti tuotettu.
– Mitä madonreiät ovat?
– Teoreettisten matkojen kannalta on kulkevia ja läpäisemättömät aukot. Läpinäkymättömiä ovat läpi kulkevat joka romahtaa, ja se tapahtuu niin nopeasti, että siirtyäksesi päästä toiseen, millään esineellä ei vain ole aikaa. Tietysti mielenkiintoisinta on tutkia toisen tyyppisiä madonreikiä – walkable. On jopa kaunis teoria, jonka mukaan me sitä pidettiin supermassiivisina mustina reikinä galaksien keskuksissa – tämä on itse asiassa madonreikien suu. Tätä teoriaa ei juuri kehitetä. ja tietysti, hän ei löytänyt tietysti mitään vahvistusta, hän se on pikemminkin idea. Sen ydin on, että ulkopuolella madonreiän näet vain, että galaksin keskustassa on jokin pallomaisesti symmetrinen esine, mutta mikä se on – Moolireikä tai musta reikä – et voi sanoa, koska ovat tämän laitoksen ulkopuolella.
Itse asiassa ne voidaan erottaa vain yhdellä parametrilla – massalla. Jos massa osoittautuu negatiiviseksi, niin se on todennäköisesti mooli reikä, mutta jos massa on positiivinen, tarvitset täältä lisäainetta tietoa, koska myös musta aukko voi olla mooli kaivautuvat. Negatiivinen massa on yleensä yksi keskeisimmistä hetkiä koko tarinasta madonrei’illä. Koska järjestyksessä olla kulkea – madonreikä on täytettävä jota kutsutaan eksoottiseksi aineeksi – aine, jonka kanssa olisi paikkoja joissain kohdissa energian tiheys on negatiivinen.
Klassisella tasolla kukaan ei ole koskaan nähnyt tällaista ainetta, mutta tiedämme varmasti, että periaatteessa sitä voi olla. Kvanttiefektit, jotka johtavat tällaisen aineen esiintyminen. Tämä on melko tunnettu ilmiö ja sitä kutsutaan Casimir-ilmiöksi. Se on virallisesti rekisteröity. ja liittyy negatiivisen energiatiheyden olemassaoloon, mikä on hyvin inspiroivaa.
Casimirin vaikutus – keskinäisen vetovoiman vaikutus – lataamattomien kappaleiden johtaminen kvanttivaihteluiden vaikutuksesta tyhjössä. Useimmiten puhumme kahdesta rinnakkaisesta varauksesta peilatut pinnat sijoitettu lähelle etäisyyttä, mutta Casimir-ilmiö esiintyy myös monimutkaisempien geometrioiden kanssa. syy vaikutus – fysikaalisen tyhjiön energian värähtelyt johtuen virtuaalihiukkasten jatkuva syntyminen ja katoaminen siinä. Alankomaiden fyysikko Hendrick Casimir ennusti vaikutuksen vuonna 1948, ja vahvistettiin myöhemmin kokeellisesti.
Yleensä kvantitieteessä negatiivinen energiatiheys on melko yleinen asia, joka liittyy esimerkiksi Hawking haihtuminen. Jos tällainen tiheys on olemassa, me voimme kysyä seuraavaa kysymystä: kuinka suuri mustan aukon massa on (sen luoman gravitaatiokentän parametri)? Tähän on ratkaisu tehtävät, jotka koskevat mustia reikiä – eli esineitä, joilla on positiivinen massa, mutta negatiiviseen on olemassa ratkaisu massa.
valokuva avoimista lähteistä
Jos madonreiässä on tarpeeksi eksoottista ainetta paljon, niin tämän esineen massan ulkopuolella on negatiivinen. siksi yksi madonreikien päähavainnoista on seuranta esineitä, joiden osalta voidaan olettaa olevan negatiivinen massa. Ja jos löydämme sellaisen esineen, niin kauniilla suurella todennäköisyydellä on mahdollista sanoa, että tämä on moli reikä.
Moolireiät on myös jaettu maailman sisäiseen ja sisäiseen maailmaan. jos tuhoamme tunnelin toisen tyyppisen haran kahden suun välillä – me voimme nähdä kaksi universumia täysin kytkeytymättä keskenään. Tällaista madonreiää kutsutaan maailmaan. Mutta jos teemme niin sama asia ja katso, että kaikki on hyvin – pysyimme samassa Universumista sitten meidän edessämme on sisäinen madonreikä. Nämä kaksi madonreikilajeilla on paljon yhteistä, mutta siinä on myös tärkeä ero. Tosiasia on, että maailmanlaajuinen madonreikä, jos sitä on, taipumus muuttua aikakoneeksi. Oikeastaan taustalla tämä oletus ja viimeinen kiinnostuksen nousu moliin Burrows.
Maailmansisäisen madonreiän tapauksessa on kaksi erilaista tapoja katsoa naapuria: suoraan tunnelin läpi tai pyöreällä tavalla. Jos aloitat yhden madonreiän suun liikkua suhteessa toiseen sitten tunnettujen mukaan kaksoset paradoksi, toinen henkilö, palaa matkalta, on nuorempi kuin jäljellä olevat. Ja toisaalta, kun sinä katso tunnelin läpi – istut molemmat paikallasi näkymä, laboratoriot, mitään ei tapahdu sinulle, kellollesi synkronoitu. Joten sinulla on teoreettinen mahdollisuus sukeltaa tähän tunneliin ja kiivetä ulos sillä hetkellä ulkoisen tarkkailijan näkökulma edeltää hetkeä, jolloin sinä sukelsit. Oikaistuna asianmukaiseksi viiveeksi syntyy tällaisen kiertomatkan mahdollisuus avaruus-ajassa, kun palaat alkuperäiseen lähtöpaikkaasi ja ravistat käden aikaisempi inkarnaatio.
Kaksoisparadoksi on ajatuskokeilu, jolla yritä “todistaa” erityisen teorian epäjohdonmukaisuus Suhteellisuusteoria. SRT: n mukaan “liikkumattomalla” tarkkailijoiden mukaan kaikki liikkuvien kohteiden prosessit hidastuvat. C toisaalta suhteellisuusteoria julistaa tasa-arvon inertiaaliset referenssijärjestelmät. Tämän perusteella päättely, joka johtaa ilmeiseen ristiriitaan. Selvyyden vuoksi Tarina kahdesta kaksosveljasta otetaan huomioon. Yksi heistä (matkustaja) menee avaruuslentoon, ja toinen (kotikappale) – pysyy maan päällä. Useimmiten muotoillaan “paradoksi” seuraavasti:
Sohvaperunan suhteen liikkuvalla matkustajan kellolla on hidas aika, joten kun he palaavat, heidän on oltava takana sohvalla perunakello. Toisaalta matkustajan suhteen Maa liikkui, joten kotirungon kellon pitäisi olla myöhässä. Itse asiassa veljet ovat siis tasa-arvoisia palattuaan kellonsa pitäisi näyttää kerran. Huoltoasemien mukaan kuitenkin jäljessä on matkustajan kello. Tällaisessa rikkomuksessa näkyvä veljien symmetria, ja siinä on ristiriita.
– Mikä on perustavanlaatuinen ero madonreiän ja mustan aukon välillä?
– Ensinnäkin minun on sanottava, että mustia aukkoja on kahta tyyppiä – niitä jotka muodostuivat tähtien romahtamisen seurauksena, ja niiden olemassa alun perin, syntyi yhdessä syntymistä Universumi. Nämä ovat kaksi täysin erilaista mustaa reikää. Hänen aika oli sellainen asia kuin “valkoinen reikä”, nyt se harvoin käytetty. Valkoinen reikä on sama musta, mutta kehittyvät taaksepäin ajassa. Vain ainetta mustassa aukossa lentää eikä voi koskaan paeta sieltä jo. Valkoisesta aukosta päinvastoin, aine vain lentää ulos, mutta päästäkseen siihen millään tavalla ei sallittu. Itse asiassa tämä on hyvin luonnollinen asia, jos me muista, että suhteellisuusteoria on ajallisesti symmetrinen, ja siksi, jos mustia aukkoja on – myös valkoisen on oltava. niiden kokonaisuus on moolireikä.
– Mitä madonreikien sisäisestä rakenteesta tiedetään?
– Toistaiseksi tässä mielessä malleja vain rakennetaan. Yhtäältä me tiedämme, että tämän eksoottisen aineen ulkonäkö voidaan mahdollisesti havaita jopa kokeellisesti, ja edelleen on vielä paljon kysymyksiä. Ainoa minulle tiedossa oleva madonreiän malli, enemmän tai vähemmän yhdenmukainen todellisuuden kanssa – tämä on malli alun perin haihtumisesta (maailmankaikkeuden alusta lähtien) madonreiän. Tämän vuoksi tällainen reikä pysyy läpi ajan pitkään.
– Mitä oikein työskentelet?
– Olen harjoittanut puhtaasti teoreettista toimintaa, joka voidaan tiivistää tila-ajan syy-rakenteeksi – tämä on klassinen suhteellisuusteoria, joskus puoliklassinen (kvantti, kuten tiedät, ei ole vielä olemassa).
valokuva avoimista lähteistä
Klassisessa nonrelativistisessa teoriassa voidaan keksiä tarpeeksi vahva näyttö siitä, että matkustaminen aikaa ei voi olla, mutta GR: ssä ei ole sellaista näyttöä. ja Einstein, kun hän vain kehitti teoriaansa, tajusi tämän. Hänelle mietin, oliko tällaista mahdollisuutta millään tavalla sulkea pois. Sitten hän ei selvinnyt tästä tehtävästä, kuten hän itse myöhemmin ja Sanoin. Ja vaikka Einstein loi kielen tutkia tätä asiaa, tehtävä pysyi akateemisena. Kiinnostuksen lisääntyminen häntä kohtaan tapahtui 1940-luvun lopulla, kun Godel ehdotti kosmologinen malli, joka sisältää tällaiset suljetut käyrät.
Mutta koska Gödel tarjosi aina jotain eksoottista Tätä otettiin mielenkiinnolla, mutta ilman vakavia tieteellisiä seurauksia. Ja sitten, jossain viime vuosisadan lopulla, kiitos lähinnä tieteiskirjallisuus – esimerkiksi elokuva “Yhteys” Jodie Fosterin kanssa – kiinnostus aikamatkan teema madonreikien kanssa Hän elvyttää. Romaanin, jonka mukaan elokuvan käsikirjoitus on kirjoitettu, tekijä – tämä on hyvin kuuluisa tähtitieteilijä, tieteen popularisoija Karl Sagan.
Hän lähestyi asiaa hyvin vakavasti ja kysyi myös ystävältään hyvin kuuluisa relativist, Kip Thorne, katso jos se on mahdollista kaikki mitä elokuvassa kuvataan tieteen näkökulmasta. Ja hän julkaisi puoliksi suosittu aikakauslehtiartikkeli amerikkalaisille fysiikan opettajille “Matoreikä välineenä suhteellisuusteorian tutkimiseksi”, missä hän harkitsi mahdollisuutta ajaa matkojen läpi Burrows.
Mutta minun on sanottava, että silloin tieteiskirjallisuus oli suosittu ajatus matkustaa mustien reikien läpi. Mutta hän ymmärsi sen mustan aukon – esine on ehdottomasti läpäisemätön – matkusta niiden läpi siksi mahdotonta, piti kurkkuja mahdollisuuksina aikamatka. Vaikka se oli tiedossa aikaisemmin, mutta ihmiset jostain syystä hän otti päätelmänsä täysin tuoreena ajatuksena, ja kiirehti tutkimaan sitä. Lisäksi painotettiin olettamaa että aikakoneita ei voi olla olemassa, mutta päätti selvittää miksi. Ja melko nopeasti tuli ymmärrys siitä, ettei mitään selvää tällaisen koneen olemassaoloa ei ole vastustettu. Siitä lähtien laajempi tutkimus on alkanut, alkoi ilmestyä teoria. Yleensä siitä lähtien olen tehnyt tätä.
Contact on vuoden 1997 scifi-elokuva. Ohjaaja – Robert Zemeckis. Pääjuoni: Ellie Arroway (Judy Foster) koko omistanut elämänsä tieteelle, hänestä tulee osallistuvaan projektiin maan ulkopuolisen älykkyyden etsiminen. Kaikki yritykset etsiä maapallon ulkopuolisia signaaleja karu, ja hänen projektinsa tulevaisuus on vaarassa. Ally on epätoivoisesti löytänyt tukea, mutta saa odottamatta apua eksentriseltä miljardööri Hadden. Ja tässä on tulos – Ellie poimii signaalin. Signaalin salauksen purku osoittaa, että se sisältää kuvauksen tekninen laite. Sen tarkoitus ei ole selkeä, mutta sisäpuolella suunniteltu paikka yhdelle henkilölle.
Laitteen luomisen ja käynnistämisen jälkeen Ellie menee kulkee madonreikäjärjestelmän läpi ja todennäköisesti siirretään planeetta eri tähtijärjestelmässä. Hän herää siellä, merenrannalla tapaa toisen sivilisaation edustajan, joka valitsi kuvan itsestään kuollut isä. Tarkkailemalla sankaritar tajuaa tämän maaston luo mielikuvassaan vieras mieli hänen lapsuudessaan piirtämä piirustus. Muukalainen kertoo hänelle sen laitteen avulla voit järjestää tähtienvälisten polkujen järjestelmän viestinnästä, ja maasta tulee nyt sivilisaatioiden yhteisön jäsen Universumi.
Ellie palaa maan päälle. Kolmansien osapuolten näkökulmasta tarkkailijoita, hänelle ei tapahtunut mitään asennuksen aloittamisen jälkeen, ja – kehomme ei poistunut planeettamme. Ellie on paradoksaalinen tilanne. Tiedemiehenä tiukan tieteen kannalta ei ole voi vahvistaa sanasi. Yksi asia on myös tulossa selväksi. olosuhde: videokamera, joka on kiinnitetty Ellieyn aikana matkustaa, ei nauhoittanut mitään, mutta tyhjän tietueen kesto Ei kulunut muutama sekunti, mutta 18 tuntia …
– Onko mahdollista tehdä “mäyrä”?
– Juuri tästä on tiukka tieteellinen tulos. Se on johtuu siitä, että madonreikien tutkimuksesta ei ole tarkkoja tuloksia. On olemassa lause, joka on todistettu pitkään, ja se puhuu tästä. On olemassa sellainen asia kuin globaali hyperbolisuus. Tässä tapauksessa sillä ei ole väliä mitä se tarkoittaa, mutta asia on toistaiseksi koska avaruus on globaalisti hyperbolinen, madonreikä mahdotonta luoda – se voi olla luonnossa, mutta tehdä se itse ei toimi.
Jos onnistut murtamaan globaalin hyperbolisuuden, niin ehkä Ehkä voit kasvattaa madonreiän. Mutta tosiasia on, että tämä rikkominen itsessään on niin eksoottista asiaa niin huonoa tutkittu ja hämärtää, että sivu johtaa muodostumiseen madonreikä – tämä on suhteellisen pikkuruisuus itseensä verrattuna tosiasia, että onnistuit murtamaan maailmanlaajuisen hyperbolinen.
Tässä on hyvin kuuluisa asia, nimeltään “periaate tiukka avaruussensuuri “, joka sanoo, että avaruus aina globaalisti hyperbolinen. Mutta tämä ei periaatteessa ole muuta Toivotamme. Ei ole todisteita uskollisuudesta tälle periaatteelle, monille ihmisille on vain jonkinlainen sisäinen luottamus, että avaruus-ajan tulisi olla globaalisti hyperbolinen. jos niin on, madonreiän luominen on mahdotonta – sinun on katsottava nykyinen. Samaan aikaan vakavia epäilyjä periaatteen uskollisuudesta avaruuden sensuurin ilmaisi kirjoittaja itse – Roger Penrose, mutta se on toinen tarina.
– Toisin sanoen, luodaan madonreikä vakavia energiakustannuksia?
“On erittäin vaikea sanoa jotain.” Ongelmana on, että kun sinä globaalia hyperbolisuutta loukataan, sitä loukataan samanaikaisesti ja ennustettavuus on melkein sama asia. Voit jotenkin geometrisesti muuttaa tilaa lähelläsi, esimerkiksi ota laukku ja laita hänet toiseen paikkaan. Mutta sisällä on tiettyjä rajoituksia kenelle voit tehdä tämän, erityisesti asetetun rajan ennustettavuus. Esimerkiksi, joskus voit sanoa sen tapahtuu 2 sekunnissa, ja joskus ei. Raja, mitä sinä et ehkä pysty ehkä ennustamaan vain sitä, mikä makaa maailmalla hyperbolinen. Jos sinulla on tilaa-aikaa maailmanlaajuisesti hyperbolinen – voit ennustaa sen kehityksen.
Jos oletetaan, että se jossain vaiheessa rikkoo globaalia hyperbolisuus – ennustettavuuden avulla kaikki muuttuu erittäin huonoksi. Siksi syntyy hämmästyttävä asia, esimerkiksi sellainen, joka suoraan täällä ja nyt madonreikä voi toteutua läpi josta leijona hyppää ulos. Se on eksoottinen ilmiö, mutta ei rikkoo kaikkia fysiikan lakeja. Ja toisaalta, sinä voit käyttää paljon vaivaa, rahaa ja resursseja jollain tapaa helpottaa sitä tämä prosessi. Mutta tulos on silti sama – molemmissa Jos et tiedä tuleeko madonreikä vai ei. emme voi tehdä mitään klassisen fysiikan kanssa – hän haluaa, syntyy, ei halua – ei nouse – kvantitiede ei ole vihjeitä tästä asiasta ei ole vielä antanut meille.
“Avaruussensorin” periaate määriteltiin vuonna 1969 Roger Penrose seuraavassa kuviomuodossa: “Luonto ravitsee vastenmielisyys alastomasta singulaarisuudesta. “Hän toteaa, että ainutlaatuisuudet avaruus-aika esiintyy paikoissa, jotka kuten tarkkailijoiden piilossa olevien mustien reikien sisäalueet. Tämä periaatetta ei ole vielä todistettu, ja siitä on syytä epäillä ehdoton oikeellisuus (esim. pölypilven romahtaminen suuri kulmainen vauhti johtaa “paljaaseen yksilöllisyyteen”, mutta ei tiedetä onko tämä Einstein-yhtälöiden ratkaisu vakaa suhteellisen pienet häiriöt alkuperäisestä tiedosta).
Penrose-sanamuoto (voimakas kosmisen sensuurin muoto) ehdottaa, että avaruus-aika kokonaisuutena on globaalisti hyperbolinen.
Stephen Hawking ehdotti myöhemmin erilaista formulaatiota (heikko avaruussensorin muoto), jossa vain globaali avaruus-ajan ”tulevaisuuden” komponentin hyperbolisuus.
Olga Fadeeva
Aikauniversumin galaksin aikakone Stephen Hawking Musta reikä einstein
