Σκουληκότρυπες στο διάστημα. αστρονομικό υπόθεση

Έναστρος σύμπαν κρύβει πολλά μυστήρια. Σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας (GTR), που ιδρύθηκε από τον Αϊνστάιν, ζούμε σε ένα τετραδιάστατο χωροχρόνο. Είναι καμπύλες και βαρύτητα, γνωστό σε όλους μας, είναι μια εκδήλωση αυτού του ξενοδοχείου. στροφές θέμα, «λυγίζει» τον χώρο γύρω τους, και το περισσότερο από το πυκνότερο. Χώρο, το χώρο και το χρόνο - όλα αυτά είναι πολύ ενδιαφέρον θέμα. Μετά την ανάγνωση αυτού του άρθρου, θα μάθετε σίγουρα κάτι νέο γι 'αυτούς.

Η ιδέα της καμπυλότητας

Πολλές άλλες θεωρίες της βαρύτητας, που υπάρχει εκατοντάδες σήμερα σύνολό της, διαφέρει σε λεπτομέρειες από τη γενική σχετικότητα. Ωστόσο, όλες αυτές οι αστρονομικές υποθέσεις παραμένουν το κύριο πράγμα - η ιδέα της καμπυλότητας. Εάν το διάστημα είναι καμπύλη, μπορεί να θεωρηθεί ότι θα μπορούσε να πάρει, για παράδειγμα, το σχήμα της περιοχής συνδέσεως σωλήνων, οι οποίοι διαχωρίζονται από μία πλειάδα έτη φωτός. Και ίσως ακόμη και την ηλικία, μακριά από τον άλλον. Μετά από όλα, δεν μιλάμε για το χώρο, γνωστό σε μας, αλλά και στο χώρο-χρόνο, όταν εξετάζουμε το χώρο. Η τρύπα μπορεί να εμφανιστεί μόνο κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις. Σας προσφέρουμε για να εξοικειωθούν με το ενδιαφέρον φαινόμενο της σκουληκότρυπες.

Η πρώτη ιδέα της σκουληκότρυπες

Βαθύ διάστημα και τα μυστήρια της δελεάζουν. Σκέψεις για την καμπυλότητα εμφανίστηκε αμέσως μετά τη δημοσίευσή της από τη Γενική Σχετικότητα. Λ Flamm, ένας Αυστριακός φυσικός ο οποίος το 1916 είπε ότι η χωρική γεωμετρία μπορεί να υπάρχει σε μια συγκεκριμένη τρύπα, η οποία συνδέει τους δύο κόσμους. Μαθηματικός Ν Rosen and Albert Einstein το 1935, παρατήρησε ότι η απλούστερη λύση των εξισώσεων, στο πλαίσιο της γενικής σχετικότητας, περιγράφοντας απομονωμένες ηλεκτρικώς φορτισμένων ή ουδέτερων πηγές, δημιουργώντας ένα βαρυτικό πεδίο, έχουν μια χωρική δομή «γέφυρα». Δηλαδή, συνδέουν τους δύο κόσμους, δύο σχεδόν επίπεδη και το ίδιο χωροχρόνο.

Αργότερα, αυτές οι χωρικές δομές άρχισε να ονομάζεται «σκουληκότρυπες», η οποία είναι μάλλον ελεύθερη μετάφραση από την αγγλική λέξη σκουληκότρυπα. Πιο κοντά μετάφραση του - «σκουληκότρυπα» (στο διάστημα). Rosen και ακόμη και ο Αϊνστάιν δεν απέκλεισε το ενδεχόμενο να χρησιμοποιούν αυτές τις «γέφυρες» για να τους περιγράψει με τη βοήθεια των στοιχειωδών σωματιδίων. Πράγματι, στην περίπτωση αυτή, το σωματίδιο είναι ένα καθαρά χωρική μορφή. Ως εκ τούτου, η ανάγκη να διαμορφώσει την πηγή του τέλους ή το βάρος δεν εμφανίζονται ιδιαίτερα. Ένα απομακρυσμένο εξωτερικός παρατηρητής, όταν η σκουληκότρυπα έχει μικροσκοπικές διαστάσεις, βλέπει μόνο μια σημειακή πηγή με το φορτίο και μάζα, ενώ σε μία από αυτές τις θέσεις.

"Γέφυρες" Einstein-Rosen

Από τη μια πλευρά της τρύπας αποτελείται από ηλεκτροφόρα καλώδια, και από την άλλη βγαίνουν έξω, δεν τελειώνει και αρχίζουν οπουδήποτε. G .. Wheeler, ένας Αμερικανός φυσικός, με την ευκαιρία αυτή, δήλωσε ότι αποδεικνύεται «φορτίο χωρίς επιβάρυνση» και «μάζα χωρίς μάζα.» Δεν είναι απαραίτητο στην προκειμένη περίπτωση να θεωρηθεί ότι μια γέφυρα χρησιμοποιείται για τη σύνδεση δύο διαφορετικών συμπάντων. Δεν είναι λιγότερο συναφείς και θα είναι η παραδοχή ότι οι δύο σκουληκότρυπα «στόμα» βγαίνουν στο ίδιο σύμπαν, αλλά σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και σε διαφορετικά σημεία της. Αποδεικνύεται ότι κάτι που μοιάζει με ένα κοίλο «λαβή» αν είναι να ράβω σχεδόν επίπεδη συνηθισμένο κόσμο. Οι γραμμές της δύναμης είναι στο στόμα, η οποία μπορεί να γίνει κατανοητή ως ένα αρνητικό φορτίο (για παράδειγμα, ηλεκτρονίων). Άνοιγμα από το οποίο βρίσκονται, έχει θετικό φορτίο (ποζιτρόνιο). Όσο για τις μάζες, που βρίσκονται στις δύο πλευρές είναι το ίδιο.

Συνθήκες σχηματισμού της «γέφυρες» Einstein-Rosen

Αυτή η εικόνα, με όλα τα αξιοθέατα, δεν μεταδίδεται με τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων, καθώς ήταν μια σειρά από λόγους. Δεν είναι εύκολο να αποδοθεί μια «γέφυρα» Einstein-Rosen κβαντικές ιδιότητες, οι οποίες είναι επίσης παρόντα στο μικρόκοσμο. Αυτή η «γέφυρα», και δεν σχηματίζεται με τις γνωστές τιμές των φορτίου και της μάζας των σωματιδίων (πρωτόνια και ηλεκτρόνια). «Electric» λύση αντί προβλέπει μια «γυμνή» ιδιομορφία, δηλαδή, το σημείο όπου το ηλεκτρικό πεδίο και η καμπυλότητα του χώρου γίνεται ατελείωτες. Σε τέτοια σημεία της έννοιας του χωροχρόνου, ακόμη και αν η καμπυλότητα δεν έχει νόημα, δεδομένου ότι είναι αδύνατο να λυθεί εξισώσεις με έναν άπειρο αριθμό όρων.

Όταν δεν λειτουργεί GTR;

Από μόνη της, η γενική θεωρία της σχετικότητας ρητά αναφέρει πότε ακριβώς θα σταματήσει να λειτουργεί. Στο λαιμό, στο στενότερο σημείο «γέφυρα», υπήρξε παραβίαση του ομαλότητα της σύνδεσης. Και θα πρέπει να πούμε, είναι αρκετά τετριμμένο. Από τη σκοπιά ενός μακρινού παρατηρητή σε αυτό το λαιμό του χρόνου διακοπής. Το γεγονός ότι Einstein και Rosen εξέτασε το λαιμό, ορίζεται πλέον ως τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας (φορτισμένων ή ουδέτερων). Ακτίνες ή σωματίδια από διαφορετικές πλευρές, «η γέφυρα» πτώση σε διαφορετικές «περιοχές» του ορίζοντα. Και ανάμεσα στο αριστερό και το δεξί μέρος του, μιλώντας σχετικά, είναι ένα μη στατικό πεδίο. Για να περάσει την περιοχή, δεν μπορούμε να το ξεπεράσουμε.

Αδυναμία να περάσει μέσα από τη μαύρη τρύπα

Το διαστημικό σκάφος, το οποίο είναι κοντά στον ορίζοντα είναι αρκετά μεγάλο σε σχέση με το α μαύρη τρύπα, όπως παγώνει για πάντα. Όλο και λιγότεροι σήματα τον φτάσουν ... Αντιθέτως, ο ορίζοντας του ρολογιού του πλοίου επιτυγχάνεται σε ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα. Όταν το πλοίο (ή μία δέσμη σωματιδίων του φωτός) περνά, σύντομα θα αναπαυθεί στην ιδιομορφία. Αυτό είναι το μέρος όπου η καμπυλότητα γίνεται άπειρη. Η μοναδικότητα (σχετικά με την προσέγγιση της) επεκτείνεται σώμα αναπόφευκτα θα σπάσει και συνθλίβονται. Αυτή είναι η πραγματικότητα της συσκευής μαύρη τρύπα.

περαιτέρω μελέτες

Στην 1916-1917 gg. Εμείς ελήφθησαν λύσεις Reissner-Nordström και Schwarzschild. Αυτές περιγράφονται από σφαιρικά συμμετρική ηλεκτρικά φορτισμένα και ουδέτερα μαύρες τρύπες. Ωστόσο Φυσικής καταλήγουν σε θέση να κατανοήσουν τις περίπλοκες θέσεις δεδομένα γεωμετρίας μόνο στο γύρισμα του 1950-1960-ες. Ήταν τότε Δ Α Uiler, γνωστός για το έργο του στη θεωρία της βαρύτητας, και την πυρηνική φυσική, πρότεινε ότι ο όρος «σκουληκότρυπα» και «μαύρη τρύπα». Αποδείχθηκε ότι στους χώρους που υπάρχουν Reissner-Nordström και Schwarzschild σκουληκότρυπες στο διάστημα. Δεν είναι πλήρως ορατή στον απομακρυσμένο παρατηρητή, σαν μια μαύρη τρύπα. Και, σαν κι αυτούς, σκουληκότρυπες στο διάστημα για πάντα. Αλλά αν ο ταξιδιώτης διαπερνά τον ορίζοντα, θα καταρρεύσει τόσο γρήγορα ότι μέσω αυτών δεν μπορούν να πετάξουν καμία αχτίδα φωτός, ούτε μαζική σωματιδίων, και όχι ό, τι το πλοίο. Για να πετούν προς το άλλο στόμα, παρακάμπτοντας τη μοναδικότητα, πρέπει να κινηθούμε ταχύτερα από το φως. Επί του παρόντος, οι φυσικοί πιστεύουν ότι η ταχύτητα του σουπερνόβα της ενέργειας και της ύλης είναι ουσιαστικά αδύνατη.

Οι μαύρες τρύπες Schwarzschild και Reissner-Nordström

Schwarzschild μαύρη τρύπα θα μπορούσε να θεωρηθεί αδιάβατο moles λαγούμι. Όσο για την μαύρη τρύπα Reissner-Nordström, είναι κάπως πιο περίπλοκο, αλλά και αδιάβατο. Ακόμα να έρθει και να περιγράψει τις τέσσερις διαστάσεων σκουληκότρυπες στο διάστημα, που θα μπορούσε να περάσει, δεν είναι πάρα πολύ δύσκολο. Αρκεί να πάρει μόνο το απαραίτητο έντυπο της μετρικής. Το μετρικό tensor, ή μετρική, - ένα σύνολο μεταβλητών, χρησιμοποιώντας το οποίο, μπορεί κανείς να υπολογίσει τις τέσσερις διαστάσεων διαστήματα που υπάρχει μεταξύ των σημείων-εκδηλώσεις. Αυτό το σύνολο των μεταβλητών χαρακτηρίζει πλήρως και το βαρυτικό πεδίο, και τη γεωμετρία του χωροχρόνου. Γεωμετρική σκουληκότρυπες σέντρα χώρο, ακόμα πιο εύκολο από ό, τι οι μαύρες τρύπες. Δεν έχουν ορίζοντες που οδηγούν σε καταστροφές με το πέρασμα του χρόνου. Σε διαφορετικές χρονικές στιγμές μπορεί να πάει ένα διαφορετικό ρυθμό, αλλά δεν θα πρέπει ταυτόχρονα απείρως σταματήσουν ή να επιταχύνουν.

Δύο γραμμές της έρευνας σκουληκότρυπες

Η φύση έχει θέσει φραγμό στην εμφάνιση σκουληκότρυπες. Ωστόσο, ένα πρόσωπο που έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε αν υπάρχει ένα εμπόδιο, θα υπάρχουν πάντα πρόθυμοι να το ξεπεράσει. Και οι επιστήμονες δεν αποτελούν εξαίρεση. Πρακτικά των θεωρητικούς οι οποίοι διερευνούν σκουληκότρυπες μπορούν να χωριστούν σε δύο τομείς που αλληλοσυμπληρώνονται. Το πρώτο ασχολείται με την εξέταση των συνεπειών τους εκ των προτέρων αν υποτεθεί ότι υπάρχουν σκουληκότρυπες. Εκπρόσωποι της δεύτερης κατεύθυνση προσπαθώντας να καταλάβει τι και πώς μπορεί να φαίνεται, οι προϋποθέσεις που απαιτούνται για την εμφάνιση τους. Οι εργασίες προς αυτή την κατεύθυνση είναι μεγαλύτερο από το πρώτο και, ίσως, είναι πιο ενδιαφέρουσα. Προς την κατεύθυνση αυτή περιλαμβάνουν την αναζήτηση για τα μοντέλα της σκουληκότρυπες, καθώς και τη μελέτη των ιδιοτήτων τους.

Επιτεύγματα της ρωσικής φυσικοί

Όπως αποδείχθηκε, οι ιδιότητες της ύλης που είναι ένα υλικό για την κατασκευή των σκουληκότρυπες μπορεί να πραγματοποιηθεί εξαιτίας της πόλωσης κβαντικού κενού πεδία. Ρωσική φυσικοί Σεργκέι Sushkov και Arkady Popov, μαζί με την ισπανική εξερευνητής Ντέιβιντ Hochberg και Σεργκέι Krasnikov πρόσφατα κατέληξε στο συμπέρασμα αυτό. Κενού σε αυτή την περίπτωση δεν είναι άκυρη. Αυτή η κβαντική κατάσταση που χαρακτηρίζεται από την χαμηλότερη ενέργεια, δηλαδή, ένα πεδίο στο οποίο δεν υπάρχουν πραγματικές σωματίδια. Σε αυτόν τον τομέα, συνεχώς έχει ζεύγη σωματιδίων «εικονική» εξαφανίζονται προτού ανακαλυφθεί συσκευές, αλλά αφήνει το σημάδι της, με τη μορφή της ενέργειας tensor, δηλαδή παλμό, που χαρακτηρίζεται από ασυνήθιστες ιδιότητες. Παρά το γεγονός ότι οι κβαντικές ιδιότητες της ύλης εκδηλώνεται κυρίως στο μικρόκοσμο, σκουληκότρυπες, γεννηθέντα από αυτά, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, μπορεί να φτάσει σημαντικού μεγέθους. Ένα από τα άρθρα Krasnikova, από τον τρόπο, ονομάζεται «Η απειλή της σκουληκότρυπες».

ζήτημα της φιλοσοφίας

Αν σκουληκότρυπες ποτέ εξακολουθεί να είναι σε θέση να κατασκευάσει ή να ανακαλύψετε τη σφαίρα της φιλοσοφίας, που σχετίζονται με την ερμηνεία της επιστήμης, αντιμετωπίζουν νέες προκλήσεις και, πρέπει να πω, είναι πολύ δύσκολο. Με όλα τα φαινομενικά παράλογη βρόχοι χρόνο και τα δύσκολα θέματα που σχετίζονται με την αιτιώδη συνάφεια, αυτόν τον τομέα της επιστήμης, ίσως κάποια στιγμή θα καταλάβουν. Ακριβώς όπως γίνεται στην εποχή του με τα προβλήματα της κβαντικής μηχανικής και δημιουργήθηκε από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Χώρο, το χώρο και το χρόνο - όλα αυτά τα θέματα σε όλες τις ηλικίες, ενδιαφέρεται για τους ανθρώπους και είναι πιθανό να ενδιαφέρονται για μας πάντα. Για να τους γνωρίζουν πολύ καλά σχεδόν πετύχει. Η εξερεύνηση του διαστήματος είναι απίθανο να ποτέ να ολοκληρωθεί.