Как да се ръкуваш със себе си, който лети от бъдещето? Защо в лъвът ви може внезапно да се материализира? Как да вляза друга Най- селена, посетете машина на времето и какво е „бяло дупка “? Това каза старши изследовател в лабораторията Физика на звездите на главната (Пулково) обсерватория Сергей Krasnikov.
– Сергей Владиленович, какво е червей?
– Няма строга дефиниция. Такива определения са необходими, когато докажете някои теореми и почти няма строги теореми, следователно, главно ограничени до образни понятия, картини. Представете си, че извадихме топка от нашия триизмерен пространства в една стая и точно същата топка беше извадена в друга стая и получените граници на тези дупки бяха залепени заедно.
снимка от открити източници
Така че, когато сме в една стая, стъпваме вътре в това на бивша топка, която се е превърнала в дупка, ще изплуваме в друга стая – от дупки, които са се образували на мястото на друга топка. Ако ние пространството не би било триизмерно, а двуизмерно – ще изглежда като лист хартия, към който е залепена писалка. Триизмерен аналог и неговото развитие във времето се нарича червей.
– Как обикновено се изследват молекулите?
– Това е чисто теоретична дейност. Дупки за дупки никой никога не са виждали и като цяло няма сигурност, че те дори съществуват. Червейна дупка и започна да учи, като се започне от от въпроса: има ли такива механизми в природата, че би ни гарантирало, че такива дупки в природата не съществуват не може? Тези механизми не бяха открити, така че можем да предположим това червейните дупки са истинско явление.
– Възможно ли е по принцип да видите червей?
– Разбира се. Ако сте в заключена стая, изведнъж нямате къде човек изпълзява, след което наблюдаваш червей. Молове като обектът на изследване е изобретен и популяризиран от американеца теоретичен физик Джон Уилър, който искаше да обясни с тяхна помощ, нито едното, нито другото колкото електрически заряди. Нека обясним описание свободно електрическо поле от гледна точка на теоретичната физика – не много трудна задача.
Но да се опише електрическият заряд от същата гледна точка е много не е лесно. В този смисъл се появява електрически заряд мистериозно нещо: някаква субстанция, отделена от полето, с неизвестен произход и не е ясно как да се справим класическа физика. и деята на Уилър беше следната. Да речем имаме микроскопичен червей, който е пробит чрез силови линии – от единия край тези линии влизат в него и с друго – излезте.
Външен наблюдател, който не знае, че тези два края свършват свързани чрез силови линии, такъв обект ще възприема като проста сфера в пространството, ще изследва полето около него и ще изглежда като поле с точков заряд. само на наблюдателя ще изглежда, че това е някаква мистериозна субстанция, който има такса и т.н., и всичко това, защото не знае какво всъщност това е червей.
Разбира се, това е много елегантна идея и мнозина са я пробвали. развиват се, но не са особено напреднали, защото електроните са, в крайна сметка, квантовите обекти и дупки на квантово ниво естествено никой не може да опише. Но ако приемем това хипотезата е вярна, тогава червейните дупки са повече от всеки ден явление, всичко свързано с електричеството ще бъде вързано, в в крайна сметка това е върху тях.
снимка от открити източници
Екзотичната материя е класическо понятие на физиката, което описва всяко (обикновено хипотетично) вещество, което нарушава едно или няколко класически условия или не се състои от добре известни барионите. Такива вещества могат да имат качества като отрицателна енергийна плътност или отблъскване, а не привлечени от гравитацията. Екзотична материя използван в някои теории, например в теорията на структурата червейни дупки. Най-известният представител на екзотиката материята е вакуум в зона с отрицателно налягане, Произведен ефект на Казимир.
– Какво представляват червейните дупки?
– От гледна точка на теоретичните пътувания, има проходими и непроницаеми молекули. Непроходими са тези, които минават през който се срива и се случва толкова бързо, че да премине от единия край до другия никой обект просто няма време. Разбира се, вторият вид червей е най-интересният за изследване – стъпва. и ма дори красива теория, която гласи, че ние се счита за свръхмасивни черни дупки в центровете на галактиките – това всъщност е устата на червейни дупки. Тази теория почти не е разработена. и, разбира се, не намери, разбира се, никакво потвърждение, тя по-скоро тя съществува като идея. Същността му е тази извън червей, виждате само, че в центъра на галактиката е някакъв сферично симетричен обект, но какво е това – молна дупка или черна дупка – не можете да кажете, защото са извън това съоръжение.
Всъщност те могат да бъдат разграничени само по един параметър – маса. Ако масата се окаже отрицателна, тогава това вероятно е бенка дупка, но ако масата е положителна, тогава тук имате нужда от допълнително информация, тъй като черната дупка също може да бъде мол ровя. Отрицателната маса като цяло е една от централните моменти от цялата история с червейни дупки. Защото в ред да бъде проходим – червейната дупка трябва да бъде запълнена това, което се нарича екзотично вещество – вещество с биха били места в някои точки енергийната плътност отрицателна.
На класическо ниво никой никога не е виждал такова вещество, т.е. но ние знаем със сигурност, че по принцип може да съществува. Квантови ефекти, които водят до появата на такова вещество. Това е доста добре известно явление и тя се нарича ефект на Казимир. Той е официално регистриран. Исвързана със съществуването на отрицателна енергийна плътност, което е много вдъхновяващо.
Казимир ефект – ефектът от взаимното привличане провеждане на незаредени тела под влияние на квантовите колебания в вакуум. Най-често говорим за два паралелни незаредени огледални повърхности, поставени на близко разстояние, но Ефектът Казимир съществува и с по-сложни геометрии. причина ефект – енергийни вибрации на физически вакуум, дължащи се на постоянното раждане и изчезването на виртуални частици в него. Ефектът беше предсказан от холандския физик Хендрик Казимир през 1948 г., а по-късно потвърдено експериментално.
Като цяло в квантовата наука е отрицателната плътност на енергията доста често срещано нещо, свързано например с Изпаряване на Хокинг. Ако съществува такава плътност, ние можем да зададем следния въпрос: колко голяма е масата на черната дупка (параметър на гравитационното поле, създадено от него)? За това има решение задачи, които се прилагат за черни дупки – тоест предмети с положителна маса, но има решение, приложимо за отрицателно маса.
снимка от открити източници
Ако има достатъчно екзотична материя в червейната дупка много, тогава извън масата на този обект ще бъде отрицателно. следователно един от основните видове „наблюдения“ на червейни дупки е проследяването обекти, за които може да се предположи, че имат отрицателна маса. И ако намерим такъв обект, тогава с доста с голяма степен на вероятност ще бъде възможно да се каже, че това е бенка дупка.
Молените дупки също са разделени на вътрешно-световни и междусветски. ако ние ще унищожим тунела между двете усти на втория тип бразда – ние можем да видим две вселени напълно несвързани помежду си. Такъв червей е наречен interworld. Но ако правим това същото и вижте, че всичко е наред – останахме в същото От Вселената, тогава пред нас има вътрешна светлина червей. Тези две видове червейни дупки имат много общо, но има и важна разлика. Факт е, че по целия свят червей, ако съществува, обикновено се превръща в машина на времето. Всъщност на заден план това предположение и последният скок на интерес към мол дупки.
В случая на вътрешния свят на червейна дупка има две различни начини за поглед към съсед: директно през тунела или по заобиколен начин. Ако започнете една уста от червей, за да се движите по отношение на друг тогава според добре познатите парадокс на близнаците, вторият човек, който се връща от пътуване, ще бъде по-млад от останалите. И от друга страна, когато ти погледнете през тунела – и двамата седите неподвижно, от вашата гледна точка оглед, лаборатории, нищо не ви се случва, вашият часовник синхронизирани. Значи имате теоретично възможността да се потопите в този тунел и да изкачите в момента това гледната точка на външния наблюдател предхожда момента, когато сте се гмуркали. Приспособената към съответната степен на забавяне ще доведе до възможността за такова кръгово пътуване в пространство-време, когато се върнете на първоначалното си място на тръгване и разклатете своето предишно въплъщение на ръката.
Парадоксът близнак е мисловен експеримент, чрез който опитайте се да „докажете“ несъответствието на специална теория Относителността. Според SRT, по отношение на “неподвижен” наблюдатели, всички процеси в движещи се обекти се забавят. Сот друга страна, принципът на относителността декларира равенство инерционни референтни системи. Въз основа на това, разсъждения, водещи до очевидно противоречие. За по-голяма яснота Разглежда се историята на двама братя близнаци. Един от тях (пътник) отива в космически полет, а вторият (домашно тяло) – остава на Земята. Най-често се формулира „парадокс“ както следва:
По отношение на картофения диван, часовникът на подвижния пътник има бавно движение на времето, така че когато се върнат, те трябва да са назад от часовника за картофи на дивана. И обратно, по отношение на пътника Земята се премести, така че часовникът на домашните трябва да изостава. Всъщност братята са равни, следователно, след като върнат часовника си трябва да се показва един път. Според бензиностанциите обаче изоставането ще бъде часовникът на пътника. При такова нарушение видимо симетрията на братята и има противоречие.
– Каква е фундаменталната разлика между червей и черна дупка?
– Първо, трябва да кажа, че има два вида черни дупки – тези които са се образували в резултат на срива на звезди и такива съществували първоначално, възникнали заедно с появата на Вселената. Това са два коренно различни вида черни дупки. В неговата времето беше такова нещо като “бяла дупка”, сега го рядко се използва. Бялата дупка е същата черна, но развиваща се назад във времето. В черна дупка, само вещество лети и вече не може да избяга оттам. От бяла дупка напротив, веществото само отлита, но по никакъв начин да попадне в него не е позволено. Всъщност това е съвсем естествено нещо, ако ние не забравяйте, че Общата теория на относителността е симетрична във времето, и следователно, ако има черни дупки – трябва да има и бели. техен съвкупността е молна дупка.
– Какво се знае за вътрешната структура на червейните дупки?
– Засега в този смисъл се изграждат само модели. От една страна ние знаем, че появата на тази екзотична материя вероятно е открита дори експериментално и все още остават много въпроси. Единственият познат ми модел на червей, повече или по-малко в съответствие с реалността – това е модел за първоначално изпаряване (от началото на Вселената) на червейната дупка. Поради това такава дупка остава проходима за дълго време.
– Над какво точно работите?
– Занимавам се с чисто теоретична дейност, която може да се обобщи като причинно-следствената структура на пространство-време – това е класическата теория на относителността, понякога полукласическа (квантовият, както знаете, все още не съществува).
снимка от открити източници
В класическата нерелативистка теория човек може да се измисли достатъчно силни доказателства, че пътуват вътре време не може да бъде, но в ГР няма такива доказателства. ИАйнщайн, когато тъкмо развивал своята теория, осъзнал това. На него се чудех дали има някаква възможност такава възможност за изключване. Тогава той не се справи с тази задача, както самият той по-късно и казах аз. И въпреки че Айнщайн създаде език за изучаване на този проблем, задачата остана академична. Наплив на интерес към нея се случи в края на 40-те години, когато Годел предложи космологичен модел, съдържащ такива затворени криви.
Но тъй като Гьодел винаги предлагаше нещо екзотично – да Това беше взето с интерес, но без сериозни научни последици. И тогава, някъде в края на миналия век, благодаря главно научна фантастика – например филмът “Контакт” с Джоди Фостър – интерес към темата за пътуването във времето отново с червейни дупки Той съживи. Авторът на романа, според който е написан сценарият на филма, – това е много известен астроном, популяризатор на науката Карл Саган.
Той подходи много сериозно към въпроса и попита приятеля си много известен релативист Кип Торн, вижте дали е възможно всичко, което е описано във филма от гледна точка на науката. И той публикува полупопулярна статия в списанието за американски учители по физика „Червейна дупка като инструмент за изучаване на Общата теория на относителността“, където той обмисля възможността за пътуване във времето чрез бенки дупки.
Но трябва да кажа, че тогава в научната фантастика беше популярно идеята за пътуване през черни дупки. Но той разбра, че черна дупка – обектът е абсолютно непроходим – пътувайте през тях невъзможно, следователно, разгледайте mohills като възможност пътуване във времето. Въпреки че беше известно преди, но хората по някаква причина той прие заключенията си като напълно свежа мисъл и се втурна да го проучи. Освен това акцентът беше върху презумпцията за че машините за време не могат да съществуват, но решиха да разберат защо. И доста бързо дойде разбирането, че няма очевидно няма възражение срещу съществуването на такава машина. Оттогава започват да се появяват по-обширни изследвания теория. По принцип оттогава се занимавам с това.
Контактът е научнофантастичен филм от 1997 г. Директор – Робърт Земекис. Основният сюжет: Ели Арроуей (Джуди Фостър) цялото посвети живота си на науката, тя става участник в проекта на търсенето на извънземен разум. Всички опити за търсене на извънземни сигнали безплодна и бъдещето на нейния проект е поставено на риск. Али отчаяно иска да намери подкрепа, но неочаквано получава помощ от ексцентрик милиардер Хадън. И ето резултатът – Ели вдига сигнала. Декриптирането на сигнала показва, че съдържа описание техническо устройство. Целта му не е ясна, но вътре замислено място за един човек.
След създаването и стартирането на устройството, Ели преминава към пътуват през червейната система и вероятно се прехвърлят към планета в различна звездна система. Събуждайки се там, на морския бряг, тя среща представител на друга цивилизация, избрал образа на нея починал баща. Оглеждайки се наоколо, героинята осъзнава, че това теренът е пресъздаден от чужд ум в ума й в образа рисунка, рисувана от нея в детството. Чужденец й казва това устройството ви позволява да организирате система от междузвездни пътеки комуникации и сега Земята става член на общността на цивилизациите Вселената.
Ели се връща на Земята. От гледна точка на трети страни наблюдатели, нищо не й се е случило след стартирането на инсталацията и тялото ни не напусна нашата планета. Ели е в парадоксално ситуация. Като учен, от гледна точка на строгата наука, тя не го прави може да потвърди вашите думи. Още едно нещо също става ясно. обстоятелство: видеокамера, прикрепена към Ели по време на пътуване, не записа нищо, но продължителността на празния запис Не минаха няколко секунди, а 18 часа …
– Възможно ли е да се „направи“ молхил?
– По отношение на това има строг научен резултат. Така е поради факта, че няма точни резултати при изследването на червейни дупки. Има теорема, доказана за много дълго време, и тя говори за това. Има такова нещо като глобална хиперболичност. В случая няма значение какво означава, но въпросът е, че засега тъй като пространството е глобално хиперболично, червейната дупка невъзможно да се създаде – може да съществува в природата, но да направи самият той няма да работи.
Ако успеете да разбиете глобалната хиперболичност, тогава може би може би можете да развъдите червей. Но факт е, че това чупенето само по себе си е толкова екзотично нещо, толкова лошо проучени и неясни, че страничен резултат във формата на раждане червей – това е сравнително дреболия в сравнение със себе си фактът, че успяхте да пробиете глобалния хиперболичен.
Ето едно много известно нещо, наречено “принцип” строга космическа цензура “, което казва, че пространството винаги глобално хиперболичен. Но това по принцип не е нищо повече от желаете. Няма доказателства за вярност на този принцип, има просто някаква вътрешна увереност, присъща на много хора, че пространството-времето трябва да бъде глобално хиперболично. ако това е така, невъзможно е да създадете дупка на червей – трябва да търсите съществуващ. Междувременно, сериозни съмнения относно верността на принципа космическата цензура беше изразена от самия автор – Роджър Пенроуз, но това е друга история.
– Тоест, да създам дупка на червей сериозни разходи за енергия?
“Много е трудно да кажа нещо.” Бедата е, че когато ти глобалната хиперболичност е нарушена, тя е едновременно нарушена и предсказуемостта е почти едно и също нещо. Можете по някакъв начин геометрично променяйте пространството близо до вас, например вземете чанта и я постави на друго място. Но има определени ограничения във кого можете да направите това, по-специално наложената граница предвидимост. Например, понякога можете да кажете това ще се случи за 2 секунди, а понякога и не. Край на това, което вие може и не можете да предскажете какво точно лежи в световен мащаб хиперболичен. Ако имате пространство-време в световен мащаб хиперболичен – можете да прогнозирате неговата еволюция.
Ако приемем, че в даден момент той нарушава глобалното хиперболичност – с предвидимост всичко става много лошо. Затова възниква невероятно нещо, например такова, че директно тук и сега червейна дупка може да се материализира който лъвът ще изскочи. Това ще е екзотично явление, но не е така ще наруши всички закони на физиката. И от друга страна, ти можете да отделите много усилия, пари и ресурси, за да улесните по някакъв начин този процес. Но резултатът пак ще бъде един и същ – и в двете В случаите, когато не знаете дали ще се появи или не червей. Вне можем да направим нищо с класическата физика – той иска, ще възникне, няма да иска – няма да възникне – квантовата наука е не намеци по този въпрос все още не са ни дали.
Принципът на “космическата цензура” е формулиран през 1969г Роджър Пенроуз в следната фигуративна форма: „Природата подхранва отвращение към гола сингулярност. “Той заявява, че сингулярностите пространството-времето се появяват на места, които, като вътрешни зони на черни дупки, скрити от наблюдатели. Този принципът все още не е доказан и има причина да се съмняваме в него абсолютна коректност (например срутване на прашен облак с голям ъглов импулс води до “гола сингулярност”, но не е известно дали това решение на уравненията на Айнщайн е стабилно сравнително малки смущения на първоначалните данни).
Формулировка на пероза (силна форма на космическа цензура) предполага, че пространството-времето като цяло е глобално хиперболичен.
По-късно Стивън Хокинг предложи различен състав (слаб форма на космическа цензура), където само глобална хиперболичност на „бъдещия“ компонент на пространството-времето.
Олга Фадеева
Галактика на времето на Вселената Стивън Хокинг Черна дупка Айнщайн
