Mole gaten in de ruimte. Astronomische hypothesen

Het ster-universum is vol met veel mysteries. Volgens de algemene theorie van relativiteit (GTR), gecreëerd door Einstein, leven we in vier-dimensionale ruimtetijd. Het is gebogen, en de zwaartekracht, bekend voor ons allemaal, is een manifestatie van deze eigenschap. Matter warps, "buigt" de ruimte om zichzelf en hoe meer het digens. Ruimte, ruimte en tijd zijn allemaal erg interessante onderwerpen. Na het lezen van dit artikel, zul je zeker iets nieuws over hen leren.

Het idee van kromming

Veel andere theorieën van zwaartekracht, die vandaag honderden bestaan, verschillen in detail uit algemene relativiteit. Al deze astronomische hypothesen behouden echter het basisidee van kromming. Als de ruimte gebogen is, dan kunnen we ervan uitgaan dat het bijvoorbeeld de vorm kan hebben van een pijp die gebieden verbindt die door veel lichtjaren worden gescheiden. En misschien zelfs een tijdperk ver van elkaar. Tenslotte spreken we niet over de ruimte die ons bekend is, maar over de ruimtetijd, als we de kosmos overwegen. Een gat daarin kan alleen onder bepaalde omstandigheden verschijnen. Wij raden u aan om zo'n interessant fenomeen bekend te maken als wormholes.

De eerste ideeën over wormholes

De verre kosmos en zijn raadsels wijzen op zichzelf. Gedachten over kromming verschenen onmiddellijk na het publiceren van OTO. L. Flamm, Oostenrijkse fysicus, al in 1916 zei dat ruimtelijke geometrie kan bestaan in de vorm van een soort gat die de twee werelden verbindt. De wiskundige N. Rozen en A. Einstein merken in 1935 op dat de eenvoudigste oplossingen van de vergelijkingen in het kader van de algemene relativiteit, beschrijven geïsoleerde elektrisch geladen of neutrale bronnen die het zwaartekrachtveld scheppen , de ruimtelijke structuur van de "brug" hebben. Dat wil zeggen, ze verbinden de twee universes, twee bijna vlakke en identieke ruimte-tijd.

Later werden deze ruimtelijke structuren 'wormholes' genoemd, die een vrij losse vertaling uit het Engels van het woordwormgat is. Een nauwere vertaling van het is een "wormgat" (in de ruimte). Rosen en Einstein hebben zelfs de mogelijkheid uitgesloten om deze "bruggen" te gebruiken om elementaire deeltjes te beschrijven met hun hulp. Inderdaad, in dit geval is het deeltje een zuiver ruimtelijke vorming. Daarom zal de behoefte om de bron van lading of massa te modelleren niet specifiek worden weergegeven. Een externe externe waarnemer, als het wormgat microscopische afmetingen heeft, ziet alleen een puntbron met lading en massa in één van deze ruimtes.

"Bruggen" van Einstein-Rosen

Enerzijds trekken de elektriciteitsleidingen de burrow in, en aan de andere kant gaan ze uit, zonder te stoppen of ergens anders te beginnen. J. Wheeler, een Amerikaanse fysicus, zei bij deze gelegenheid dat het blijkt "gratis te laden" en "massa zonder massa". In dit geval is het niet nodig om aan te nemen dat de brug twee verschillende universes verbindt. Even goed is de veronderstelling dat beide monden in het wormgat in hetzelfde universum, maar op verschillende tijdstippen en op verschillende punten in het uitgangspunt gaan. Het blijkt iets dat lijkt op een holle "handgreep", als het wordt genaaid naar een praktisch vlakke bekende wereld. De lijnen van kracht komen in de mond, die kan worden beschouwd als een negatieve lading (zeg electron). De mond, waaruit zij vertrekken, heeft een positieve lading (positron). Wat de massa betreft, zullen zij aan beide zijden hetzelfde zijn.

De voorwaarden voor de vorming van "bruggen" van Einstein-Rosen

Deze foto, voor al haar aantrekkelijkheid, verspreidde zich niet in de fysica van elementaire deeltjes, waarvoor er vele redenen waren. Het is niet gemakkelijk om toe te schrijven aan de "bruggen" Einstein-Rosen kwantum eigenschappen, zonder welke in de microkosmos niet kan. Een dergelijke "brug" wordt helemaal niet gevormd met bekende waarden van ladingen en massa's deeltjes (protonen of elektronen). De "elektrische" oplossing voorspelt in plaats daarvan een "naakte" singulariteit, dat wil zeggen een punt waar het elektrische veld en de kromming van de ruimte oneindig worden gemaakt. Op zulke punten verliest het begrip ruimte-tijd, zelfs bij kromming, zijn betekenis, omdat het onmogelijk is om vergelijkingen op te lossen die een oneindige reeks termen hebben.

Wanneer werkt GTR niet?

Op zichzelf zegt de UTO zeker wanneer het ophoudt met werken. Aan de nek, in de smalste plaats van de "brug", is er een schending van de gladheid van de gewricht. En het zou moeten worden gezegd dat het nogal onnozel is. Vanuit de positie van de afstandswaarnemer stopt de tijd bij deze keel. Wat Rosen en Einstein beschouwd als een keel is nu gedefinieerd als de horizon van gebeurtenissen van een zwart gat (geladen of neutraal). Stralen of deeltjes van verschillende zijden van de "brug" vallen op verschillende "gebieden" van de horizon. En tussen de linker en rechter delen ervan is voorwaardelijk een niet-statische regio. Om het gebied te kunnen doorgeven, kan u het niet overwinnen.

Onvermogen om door een zwart gat te gaan

Een ruimteschip dat de horizon van een vrij groot zwart gat nadert, lijkt voor altijd te bevriezen. De signalen van hem worden minder en minder frequent ... Integendeel, de horizon van de schipklok wordt in een eindige tijd bereikt. Wanneer een schip (een lichtstraal of een deeltje) het doorgaat, rust het snel op een singulariteit. Dit is de plek waar de kromming oneindig wordt. In de singulariteit (nog steeds naderen), zal het verlengde lichaam onvermijdelijk worden gescheurd en verpletterd. Dit is de realiteit van het apparaat van een zwart gat.

Verder onderzoek

In de jaren 1916-17. Raissner-Nordström en Schwarzschild oplossingen werden verkregen. Zij beschrijven elektrisch geladen en neutrale zwarte gaten sferisch. Echter, de fysici waren in staat om de complexe geometrie van deze ruimten volledig te begrijpen pas in de 1950's en 60's. Het was toen dat DA Wheeler, bekend om zijn werk in de theorie van zwaartekracht en kernfysica, de termen "wormgat" en "zwart gat" voorstelde. Het bleek dat er in de ruimten van Reisner-Nordstrom en Schwarzschild echt wormgaten in de ruimte bestaan. Ze zijn niet helemaal zichtbaar voor de afstandswaarnemer, evenals zwarte gaten. En zoals zij zijn wormholes in de kosmos eeuwig. Maar als de reiziger de horizon binnentreedt, vallen ze zo snel in elkaar, dat door hen geen lichtstraal kan vliegen, noch een massief deeltje en niet alleen een schip. Om naar een andere mond te vliegen, om de singulariteit te omzeilen, moet u sneller verplaatsen dan licht. Momenteel zijn fysici van mening dat supernovae-snelheden van energie en materiaale overdracht fundamenteel onmogelijk zijn.

Zwarte gaten Schwarzschild en Raisner-Nordström

Zwarte gat Schwarzschild kan beschouwd worden als een onbegaanbare wormgat. Wat het zwarte gat Reissner-Nordstrom betreft, is het wat ingewikkelder, maar ook onbegaanbaar. Desalniettemin is het niet moeilijk om de vierdimensionale wormgaten in de ruimte te doorzoeken en te omschrijven. Het is alleen nodig om de benodigde vorm van de metrische te kiezen. Een metrische tensor, of metrisch, is een reeks van hoeveelheden met behulp van welke men de vierdimensionale intervallen tussen de gebeurtenispunten kan berekenen. Deze reeks van hoeveelheden kenmerkt ook het zwaartekrachtveld en de geometrie van de ruimtetijd. Geometrisch verstandige wormgaten in de ruimte zijn nog makkelijker dan zwarte gaten. Er zijn geen horizonten in hen die leiden tot cataclysms met de verloop van tijd. Op verschillende punten kan de tijd op verschillende tempo's gaan, maar het moet niet tegelijkertijd stoppen of versnellen.

Twee richtingen van onderzoek van wormgaten

De natuur legt een barrière op de weg van het verschijnen van wormgaten. Echter, een persoon is zo geregeld dat als er een obstakel is, zullen er altijd mensen zijn die het willen overwinnen. En wetenschappers zijn geen uitzondering. Procedures van theoretici die zich bezighouden met de studie van wormgaten, kunnen voorwaardelijk worden verdeeld in twee richtingen, die elkaar aanvullen. De eerste heeft betrekking op het onderzoek van de gevolgen daarvan, ervan uitgaande dat wormgaten echt bestaan. Vertegenwoordigers van de tweede richting proberen te begrijpen wat en hoe ze kunnen verschijnen, welke voorwaarden nodig zijn voor hun voorval. Het werk van deze richting is meer dan de eerste en misschien zijn ze interessanter. Dit gebied omvat de zoektocht naar modellen van wormgaten, evenals de studie van hun eigenschappen.

Prestaties van Russische natuurkundigen

Zoals blijkt, kunnen de eigenschappen van materie, die een materiaal voor de bouw van wormgaten zijn, gerealiseerd worden door de polarisatie van het vacuüm van kwantumvelden. Russische fysici Sergei Sushkov en Arkady Popov samen met de Spaanse onderzoeker David Hochberg, evenals Sergei Krasnikov, kwamen onlangs tot deze conclusie. Het vacuüm in dit geval is geen leegte. Dit is een kwantumstaat die wordt gekenmerkt door de laagste energie, dat wil zeggen een veld waarin er geen echte deeltjes zijn. In dit veld verdwijnen paren deeltjes van "virtuele" deeltjes voortdurend, verdwijnen voordat ze door apparaten worden gedetecteerd, maar hun merk verlaten in de vorm van een energietensor, dat is een puls die wordt gekenmerkt door ongewone eigenschappen. Ondanks het feit dat de kwantumeigenschappen van materie voornamelijk in de microkosmos worden gemanifesteerd, kunnen de door hen gecreëerde wormgaten onder bepaalde omstandigheden aanzienlijke afmetingen bereiken. Een van de artikelen Krasnikov, terloops, heet "De dreiging van wormholes."

Vraag van de filosofie

Als wormholes ooit zijn gebouwd of ontdekt, zal het filosofiegebied dat verband houdt met de interpretatie van de wetenschap nieuwe uitdagingen onder ogen zien, en het moet heel erg gezegd worden. Met alle schijnbare absurditeit van de tijdelijke loops en de moeilijke problemen met betrekking tot causaliteit, is dit gebied van de wetenschap waarschijnlijk een dag hieraan te maken. Net als we de problemen van kwantummechanica en Einstein's relativiteitstheorie hebben uitgesplitst. Ruimte, ruimte en tijd - al deze problemen hebben geïnteresseerden in alle leeftijden en zullen waarschijnlijk altijd ons interesseren. Om ze helemaal te kennen is nauwelijks mogelijk. De studie van de buitenruimte zal waarschijnlijk nog niet worden afgerond.