Jyotiradityadan so'rang: - WormHole, singularity

Timetravel Mystery

Kosmosda insoniyatning kelajagiga bo'lgan butun ishtiyoqim bilan bitta muhim muammo bor. Biz yumshoq suvli go'shtli paketlarmiz va boshqa yulduzlar haqiqatan ham juda uzoqdir. Biz tasavvur qilishimiz mumkin bo'lgan eng optimistik kosmik texnologiyalar yordamida ham, inson hayoti davomida hech qachon boshqa yulduzga erisha olmaymiz.

Haqiqat shuni ko'rsatadiki, hatto eng yaqin yulduzlar ham tushunarsiz uzoqroqdir va sayohat qilish uchun ko'p energiya va vaqt talab etiladi. Haqiqat shuni anglatadiki, bizga kema kerak bo'lib, u qandaydir tarzda yuzlab yoki minglab yillarga cho'zilishi mumkin, bunda avloddan keyingi kosmonavtlar tug'ilib, o'z hayotlarini o'tkazib, boshqa yulduzga o'tishda o'ladilar.

O'z navbatida, ilmiy fantastika o'zining ilg'or qo'zg'alish usullari bilan bizni hayratda qoldiradi. Diqqatni aylantiring va bizdan o'tib ketayotgan yulduzlarni tomosha qilib, Alpha Centauri-ga sayohat zavq bilan tezroq etib boring.

Bilasizmi, bundan ham osonrog'i? Qovoq; kosmosdagi va vaqtdagi ikkita nuqtani bir-biri bilan bog'laydigan sehrli shlyuz. Belgilangan joyga qo'ng'iroq qilish uchun shunchaki tekislang, stargate stabillashishini kuting va shunchaki piyoda ... yuring! yarim galaktikadan uzoqroq joyda

Ha, bu juda yaxshi bo'lar edi. Kimdir bu qurtlarni ixtiro qilib, intergalaktik tez yurishning yangi kelajagini o'ylab topishi kerak. Wormholes nima o'zi, va uni ishlatishgacha qancha vaqt bor?

Eynshteyn-Rozen ko'prigi sifatida ham tanilgan qurt teshigi kosmosdagi ikkita joyni bir-biriga ulash uchun bo'shliq va vaqtni yig'ishning nazariy usuli hisoblanadi. Keyin bir zumda bir joydan ikkinchi joyga sayohat qilishingiz mumkin.

Biz klassik namoyishni "Interstellar" filmidan foydalanamiz, u erda siz ikkita nuqta chizig'ini bir qog'ozga chizib, so'ngra qog'ozni katlaning va sayohatni qisqartirish uchun qalam bilan bog'lang. Bu qog'ozda juda yaxshi ishlaydi, ammo bu haqiqiy fizikami?

Eynshteyn ta'kidlaganidek, tortishish magnit kabi materiyani tortadigan kuch emas, aslida bu fazo vaqtini o'zgartiradi. Oy kosmos orqali to'g'ri chiziq bo'ylab yurishni o'ylaydi, lekin aslida Yerning tortishish kuchi bilan yaratilgan buzuq yo'ldan yurmoqda.

Shunday qilib, Eynshteyn va fizik Neytan Rozenning so'zlariga ko'ra, siz kosmosni shu qadar mahkam bog'lab qo'yishingiz mumkinki, ikkita nuqta bir xil jismoniy joylashuvga ega. Agar siz barchasini barqaror ushlab tura olsangiz, fazoviy vaqtning ikkala mintaqasini ehtiyotkorlik bilan ajratib olishingiz mumkin, shunda ular hanuzgacha bir xil bo'lib qoladi, lekin xohlagan masofangiz bilan ajratiladi.

Bo'ri teshigining bir tomonidagi tortishish qudug'iga pastga tushing, so'ng darhol boshqa joyda paydo bo'ladi. Million yoki milliardlab yorug'lik yili masofasi. Nazariy jihatdan qurtlarni yaratish mumkin bo'lsa-da, ular hozirgi paytda tushunganimizdan deyarli imkonsizdir.

Birinchi katta muammo shundaki, qurtlarni umumiy nisbiylik bo'yicha o'tish mumkin emas. Shuni yodda tuting; bularni bashorat qilgan fizika ularni transport vositasi sifatida ishlatishni taqiqlaydi. Bu ularga qarshi juda jiddiy zarba.

Ikkinchidan, agar qurtlarni hosil qilish mumkin bo'lsa ham, ular paydo bo'lgandan so'ng darhol qulab tushishi mumkin. Agar siz bir chetiga o'tmoqchi bo'lsangiz, qora tuynukka kirib borishingiz ham mumkin.

Uchinchidan, agar ular o'tish mumkin bo'lsa va barqaror tursa ham, har qanday material o'tishga harakat qilganda - hatto yorug'lik fotonlari ham, bu ularning qulashiga olib keladi.

Ammo umidlar chaqnaydi, chunki fiziklar hali ham tortishish va kvant mexanikasini qanday birlashtirish kerakligini bilishmagan.

Bu shuni anglatadiki, olam o'zi biz hali tushunmagan qurtlar haqida bilishi mumkin. Ular tabiiy ravishda Katta portlashning bir qismi sifatida, butun koinotning kosmosdagi umri yakka tartibda bo'lingan holda yaratilgan bo'lishi mumkin.

Astronomlar aslida kosmosdagi qurtlarni qidirishni, ularning tortishish kuchi orqadagi yulduzlardan yorug'likni qanday o'zgartirayotganini qidirishni taklif qilishdi. Hech kim hali ochilmagan.

Bitta ehtimollik shundaki, qurtlarni tabiiy ravishda biz bilgan virtual zarralar kabi paydo bo'lishi. Plank masshtabida bular tushunarsiz mayda bo'lar edi. Sizga kichkina kosmik kemasi kerak bo'ladi.

Bo'rilarning eng hayajonli oqibatlaridan biri, ular sizga o'z vaqtida sayohat qilishingizga imkon berishidir.

Bu qanday ishlaydi. Birinchidan, laboratoriyada qurt teshigi yarating. Keyin qurt teshigining uchini olib, uni kosmik kemaga joylashtiring va yorug'lik tezligining muhim foizida uchib keting, shunda vaqtning kengayishi kuchga kiradi.

Kosmik kemada yashovchilar uchun bir necha yil vaqt kerak bo'ladi, holbuki bu Yer yuzidagi odamlar uchun yuzlab va hatto minglab bo'lishi mumkin edi. Agar siz chuvalchangni barqaror, ochiq va aylanib o'tadigan qilib qo'yishingiz mumkin deb o'ylasangiz, u holda sayohat qiziqarli bo'ladi.

Agar siz bir yo'nalishda o'tsangiz, siz nafaqat bo'rilar orasidagi masofani bosib o'tasiz, balki bo'rilar yashaydigan vaqtga ham o'tasiz. Bir yo'nalishga boring va siz vaqt o'tishi bilan oldinga siljiting, boshqa tomonga o'ting: vaqt bo'yicha orqaga.

Leonard Susskind kabi ba'zi fiziklar bu ishlamaydi deb o'ylashadi, chunki bu fizikaning ikkita asosiy printsipini buzadi: mahalliy energiyani tejash va energiya vaqtiga ishonchsizlik printsipi.

Afsuski, chuvalchanglar kelajakda ilmiy fantastika sohasida qolishlari kerak, va ehtimol abadiy. Agar qurtlarni hosil qilish mumkin bo'lsa ham, siz ularni barqaror va ochiq holda ushlab turasiz, so'ngra moddalarga parchalanmasdan qanday qilib ruxsat berish kerakligini aniqlab olishingiz kerak. Agar biz buni aniqlasak, kosmosga sayohat qilish juda qulay bo'lar edi.

Qora tuynuklar singari, qurtlar ham Albert Eynshteynning nisbiylik nazariyasining umumiy echimlari sifatida vujudga keladi va qora tuynuklarga o'xshab, bu ibora amerikalik fizik Jon Viler tomonidan ishlab chiqilgan. Qora tuynuklar singari, ular ham hech qachon to'g'ridan-to'g'ri kuzatilmagan, ammo ular nazariy jihatdan shu qadar ko'payib ketdiki, ba'zi fiziklarga haqiqiy kontragentlar oxir-oqibat topilishi yoki uydirilishi mumkin deb o'ylashlari mumkin.

1916 yilda avstriyalik fizik Lyudvig Flamm Karl Shvartsshildning Eynshteynning dala tenglamalari echimini ko'rib chiqayotganda, Shvartsdildning qora tuynugi deb nomlanuvchi qora tuynukning ma'lum bir shaklini tavsiflovchi, yana bir echim ham mumkinligini payqadi va keyinchalik paydo bo'lgan hodisani tasvirlab berdi. “oq tuynuk” nomi bilan ma'lum Oq tuynuk - bu qora tuynukning nazariy ravishda o'zgarishi va qora tuynuk vakuum vazifasini bajarib, voqea ufqini kesib o'tuvchi har qanday masalani chizishda, oq tuynuk materiyani voqea ufqidan chiqarib yuboradigan manba bo'lib xizmat qiladi. Ba'zilar, hatto hamma qora tuynuklarning "boshqa tomonida" oq tuynuk borligini, u erda qora tuynuk so'rilgan barcha narsalar boshqa alternativ olamda portlab ketganligini va hatto Katta portlash deb o'ylagan narsalarimiz borligini taxmin qilishadi. aslida bunday hodisaning natijasi bo'lgan.

Flamm, shuningdek, fazo vaqtining ikki xil mintaqasini tavsiflovchi bu ikkita echim fazoviy vaqt o'tkazgichi orqali matematik ravishda bog'lanishi mumkinligini va nazariy jihatdan hech bo'lmaganda qora kirish “kirish” va oq chiqish “chiqishi” mumkinligini ham payqadi. bir xil koinotning mutlaqo boshqa qismlarida yoki hatto turli olamlarda bo'ling! Eynshteynning o'zi bu g'oyalarni keyinchalik 1935 yilda Natan Rozen bilan birgalikda kashf etdi va ikkalasi ham Eynshteyn-Rozen ko'prigi (Lorenttsiya shvoli yoki Shvartsshild qurtini sifatida tanilgan) deb nomlanuvchi echimga erishdilar.

Barmoq teshigini yaxshiroq tasavvur qilish uchun, ikkita bo'sh qalam bilan chizilgan qog'ozning o'xshashligini ko'rib chiqing (fazoda vaqtning ikki nuqtasini aks ettirish uchun), ular orasidagi bo'sh joy normal fazoda bir nuqtadan ikkinchisiga qadar masofani ko'rsatadi. . Agar qog'oz endi egilib va ​​deyarli ikki baravar o'ralgan bo'lsa (bo'sh vaqt vaqtini keskin o'zgartiradigan narsa ekvivalenti), unda qalamni qog'oz bilan urish, ikkala nuqta bilan bog'lanishning ancha qisqa usulini ta'minlaydi, kosmik vaqt oralig'ida qisqartirilgan kabi. qurt teshigi.

Ba'zi nazariyotchilar, haqiqiy kontragentlar oxir-oqibat topilishi yoki uydirilishi mumkinligi va uzoq masofalar orasidagi masofani tezlikda yoki hatto vaqtli sayohat qilish uchun tunnel yoki qisqartma sifatida ishlatilishi mumkin deb o'ylashga undaydilar (barcha mumkin bo'lgan paradokslarni hisobga olgan holda). ). Biroq, qurtlarni qabul qilish xususiyati shundaki, ular yuqori darajada beqaror va ular boshqa tomonga o'tishga qaraganda ancha qisqa vaqt ichida qulashi mumkin. Qanday bo'lmasin, hatto eng kichik miqdordagi materiya (hatto bitta foton) ham ular orqali o'tishga harakat qilsa ham ular bir zumda qulashi taxmin qilinmoqda.

Ushbu muammoning nazariy usullari taklif qilingan bo'lsa ham (masalan, "kosmik torlar" yoki "manfiy materiya" yoki "salbiy energiya" bilan bog'liq bo'lgan boshqa ekzotik moddalar) chuvalchangning yopilib qolishiga yo'l qo'ymaslik uchun bu fikr asosan qolmoqda. hozirgi paytda ilmiy fantastika sohasi. Shunday bo'lsa-da, hali ham salbiy energiya zichligiga ega bo'lgan ba'zi bir ekzotik moddalarning qurtlarni olish uchun mutlaq talab ekanligi hech qanday shubhasiz matematik isbotlanmagan, va bunday ekzotik modaning mavjud bo'lishi mumkin emasligi aniqlanmagan, shuning uchun uni amaliy qo'llash imkoniyati nazariya hali ham saqlanib qolmoqda.

Wormholes - bu kosmos orqali emas, balki 4 o'lchovli kosmik vaqt o'tkazgichi bo'lganligi sababli, Stiven Xoking va boshqalar, shuningdek, qurtlarni nazariy jihatdan vaqt va fazoda sayohat qilish uchun ishlatilishi mumkin, deb ishonishadi, ammo bu vaqt keng tarqalgan deb hisoblashadi. o'tmishga sayohat qilish hech qachon mumkin emas, chunki paradokslar va o'z-o'zidan yo'q qilinadigan teskari aloqa ko'chadan.

Singularity

Qora tuynukning markazida tortishish sinfiyligi, bir o'lchovli nuqta bo'lib, u cheksiz kosmosda ulkan massani o'z ichiga oladi, u erda zichlik va tortishish cheksiz va kosmik vaqt egri chiziqlari cheksiz bo'lib qoladi va biz bilganimizdek fizika qonunlari to'xtaydi. faoliyat ko'rsatmoq. Mashhur amerikalik fizik Kip Torn ta'kidlaganidek, bu "fizikaning barcha qonunlari buziladigan joy".

Hozirgi nazariya shuni ko'rsatmoqdaki, ob'ekt qora tuynukka tushib, markazga yakkalik yaqinlashganda, uning turli qismlarida tortishish tortishishidagi differentsial kuchayib borishi sababli, o'lchovni to'liq yo'qotmasdan va cho'zilib ketadi. muqarrar ravishda yakkalikka g'oyib bo'ldi. Xavfsiz masofani kuzatib turgan kuzatuvchi bo'lsa, voqeaga boshqacha munosabatda bo'ladi. Nisbiylik nazariyasiga ko'ra, ular qora tuynukka yaqinlashganda, u voqea ufqida to'liq to'xtab qolgunga qadar, hech qachon qora tuynukka tushmasdan, jism asta-sekin harakatlanayotganini ko'rar edilar.

Xususiyatning mavjudligi ko'pincha umumiy nisbiylik nazariyasining buzilganligini isbot sifatida qabul qilinadi, bu kvant effektlari muhim bo'lishi kerak bo'lgan sharoitda yuz berishi mumkin, chunki bu kutilmagan emas. Kelajakda ba'zi bir kvant tortishish nazariyasining birlashtirilgan nazariyasi (masalan, superstrstrlardagi hozirgi tadqiqotlar) qora tuynuklarni yakka xususiyatlarga ehtiyoj sezmasdan tasvirlashi mumkin, ammo bunday nazariya hali ko'p yillar oldinda.

“Kosmik senzura” gipotezasiga ko'ra, qora tuynukning o'ziga xosligi voqea ufqining orqasida yashiringan, chunki u doimo yorug'likdan qochishga imkon bermaydigan va shu sababli bevosita kuzatib bo'lmaydigan maydon bilan o'ralgan. Gipoteza ("yalang'och" singularlik deb nomlanuvchi) yagona istisno - bu Katta portlashning dastlabki o'zi.

O'z tabiatiga ko'ra, biz hech qachon qora tuynukning markazidagi yakkalikni to'liq tasvirlay olmaymiz yoki tushunolmaymiz ham. Garchi kuzatuvchi signallarni qora tuynukka yuborishi mumkin bo'lsa-da, qora tuynuk ichidagi hech narsa uning tashqarisidagi narsalar bilan hech qachon aloqa qila olmaydi, shuning uchun uning sirlari abadiy xavfsiz bo'lib tuyuladi.

Jyotiraditya