Die sterre-heelal is belaai met baie raaisels. Volgens die algemene relatiwiteitsteorie (GR), geskep deur Einstein, leef ons in 'n vierdimensionele ruimte-tyd. Dit is geboë, en swaartekrag, bekend aan almal van ons, is 'n manifestasie van hierdie eienskap. Materie buig, "buig" die ruimte om homself, en hoe meer, hoe digter is dit. Ruimte, ruimte en tyd is almal baie interessante onderwerpe. Nadat jy hierdie artikel gelees het, sal jy sekerlik iets nuuts oor hulle leer.
Die idee van kromming
Baie ander teorieë oor swaartekrag, waarvan daar vandag honderde is, verskil in besonderhede van algemene relatiwiteit. Al hierdie astronomiese hipoteses behou egter die belangrikste ding - die idee van kromming. As die ruimte geboë is, kan ons aanvaar dat dit byvoorbeeld die vorm kan aanneem van 'n pyp wat gebiede verbind wat deur baie ligjare geskei word. En dalk selfs eras ver van mekaar af. Ons praat immers nie van die ruimte wat aan ons bekend is nie, maar van ruimte-tyd wanneer ons die kosmos in ag neem.’n Gat daarinverskyn slegs onder sekere voorwaardes. Ons nooi jou uit om so 'n interessante verskynsel soos wurmgate van nader te bekyk.
Eerste idees oor wurmgate
Diep ruimte en sy raaisels wink. Gedagtes oor kromming het verskyn onmiddellik nadat GR gepubliseer is. L. Flamm, 'n Oostenrykse fisikus, het reeds in 1916 gesê dat ruimtelike meetkunde kan bestaan in die vorm van 'n soort gat wat twee wêrelde verbind. Die wiskundige N. Rosen en A. Einstein het in 1935 opgemerk dat die eenvoudigste oplossings van vergelykings in die raamwerk van algemene relatiwiteit, wat geïsoleerde elektries gelaaide of neutrale bronne beskryf wat gravitasievelde skep, 'n ruimtelike "brug"-struktuur het. Dit wil sê, hulle verbind twee heelalle, twee amper plat en identiese ruimtetye.
Later het hierdie ruimtelike strukture bekend geword as "wurmgate", wat 'n taamlik los vertaling van die Engelse woord wormhole is.’n Nader vertaling daarvan is “wurmgat” (in die ruimte). Rosen en Einstein het nie eens die moontlikheid uitgesluit om hierdie “brûe” te gebruik om elementêre deeltjies met hul hulp te beskryf nie. Inderdaad, in hierdie geval is die deeltjie 'n suiwer ruimtelike formasie. Daarom is dit nie nodig om die bron van lading of massa spesifiek te modelleer nie. En 'n verafgeleë eksterne waarnemer, as die wurmgat mikroskopiese afmetings het, sien slegs 'n puntbron met 'n lading en massa in een van hierdie spasies.
Einstein-Rosen "Bridges"
Elektriese kraglyne gaan die hol van die een kant binne, en van die ander kant af gaan hulle uit sonder om te eindig of êrens te begin. J. Wheeler, 'n Amerikaanse fisikus, het by hierdie geleentheid gesê "lading sonder lading" en "massa sonder massa" word verkry. Dit is in hierdie geval glad nie nodig om in ag te neem dat die brug dien om twee verskillende heelalle te verbind nie. Nie minder gepas sou die aanname wees dat beide "monde" van 'n wurmgat in dieselfde heelal uitgaan nie, maar op verskillende tye en op verskillende punte daarin. Dit blyk iets wat soos 'n hol "handvatsel" lyk, as dit aan 'n amper plat bekende wêreld vasgewerk is. Die kraglyne gaan die mond binne, wat verstaan kan word as 'n negatiewe lading (kom ons sê 'n elektron). Die mond waaruit hulle uitgaan het 'n positiewe lading (positron). Wat die massas betref, hulle sal aan beide kante dieselfde wees.
Voorwaardes vir die vorming van Einstein-Rosen "brûe"
Hierdie prentjie, vir al sy aantreklikheid, het om baie redes nie veld gewen in partikelfisika nie. Dit is nie maklik om kwantumeienskappe toe te skryf aan die Einstein-Rosen-“brûe”, wat onontbeerlik is in die mikrowêreld nie. So 'n "brug" word glad nie gevorm vir bekende waardes van die ladings en massas van deeltjies (protone of elektrone). Die "elektriese" oplossing voorspel eerder 'n "kaal" singulariteit, dit wil sê 'n punt waar die elektriese veld en die kromming van die ruimte oneindig word. Op sulke punte, die konsepruimte-tyd, selfs in die geval van kromming, verloor sy betekenis, aangesien dit onmoontlik is om vergelykings op te los wat 'n oneindige aantal terme het.
Wanneer misluk GR?
Op sy eie sê OTO spesifiek presies wanneer dit ophou werk. Op die nek, op die smalste plek van die "brug", is daar 'n skending van die gladheid van die verbinding. En dit moet gesê word dat dit nogal nie-triviaal is. Vanuit die posisie van 'n verre waarnemer, stop die tyd by hierdie nek. Wat Rosen en Einstein gedink het die keel is, word nou gedefinieer as die gebeurtenishorison van 'n swart gat (hetsy gelaai of neutraal). Strale of deeltjies van verskillende kante van die "brug" val op verskillende "seksies" van die horison. En tussen sy linker- en regterdele, relatief gesproke, is daar 'n nie-statiese area. Om die area verby te gaan, is dit onmoontlik om nie daar verby te gaan nie.
Onvermoë om deur 'n swart gat te gaan
'n Ruimteskip wat die horison van 'n relatief groot swart gat nader, blyk vir ewig te vries. Al hoe minder dikwels bereik seine daarvan … Inteendeel, die horison volgens die skeepsklok word in 'n eindige tyd bereik. Wanneer 'n skip ('n ligstraal of 'n deeltjie) dit verbygaan, sal dit binnekort 'n singulariteit raakloop. Dit is waar die kromming oneindig word. In die singulariteit (nog steeds op pad daarna) sal die verlengde liggaam onvermydelik geskeur en vergruis word. Dit is die werklikheid van hoe 'n swart gat werk.
Verdere navorsing
In 1916-17. Reisner-Nordström en Schwarzschild oplossings is verkry. In hullesferies beskryf simmetriese elektries gelaaide en neutrale swart gate. Fisici kon egter eers aan die begin van die 1950's en 60's die komplekse meetkunde van hierdie ruimtes ten volle verstaan. Dit was toe dat D. A. Wheeler, bekend vir sy werk in die teorie van swaartekrag en kernfisika, die terme "wurmgat" en "swartgat" voorgestel het. Dit het geblyk dat daar in die ruimtes van Reisner-Nordström en Schwarzschild werklik wurmgate in die ruimte is. Hulle is heeltemal onsigbaar vir 'n verre waarnemer, soos swart gate. En, soos hulle, is wurmgate in die ruimte ewig. Maar as die reisiger verby die horison dring, stort hulle so vinnig ineen dat nóg’n ligstraal nóg’n massiewe deeltjie, wat nog te sê’n skip, daardeur kan vlieg. Om na 'n ander mond te vlieg, om die singulariteit te omseil, moet jy vinniger as lig beweeg. Tans glo fisici dat supernova-snelhede van energie en materie fundamenteel onmoontlik is.
Swart gate van Schwarzschild en Reisner-Nordström
Die Schwarzschild-swartgat kan as 'n ondeurdringbare wurmgat beskou word. Wat die Reisner-Nordström-swartgat betref, is dit ietwat meer ingewikkeld, maar ook onbegaanbaar. Tog is dit nie so moeilik om vierdimensionele wurmgate in die ruimte uit te dink en te beskryf wat deurkruis kan word nie. U hoef net die tipe maatstaf te kies wat u benodig. Die metriese tensor, of metrieke, is 'n stel waardes wat gebruik kan word om die vierdimensionele intervalle wat tussen gebeurtenispunte bestaan, te bereken. Hierdie stel waardes kenmerk beide die gravitasieveld enruimte-tyd meetkunde. Geometries deurkruisbare wurmgate in die ruimte is selfs eenvoudiger as swart gate. Hulle het nie horisonne wat met verloop van tyd tot rampspoed lei nie. Op verskillende punte kan tyd teen 'n ander pas verloop, maar dit behoort nie eindeloos te stop of te versnel nie.
Twee reëls wurmgatnavorsing
Die natuur het 'n versperring geplaas vir die voorkoms van wurmgate. 'n Persoon is egter so ingerig dat as daar 'n struikelblok is, daar altyd diegene sal wees wat dit wil oorkom. En wetenskaplikes is geen uitsondering nie. Die werke van teoretici wat besig is met die studie van wurmgate kan voorwaardelik verdeel word in twee areas wat mekaar aanvul. Die eerste handel oor die oorweging van die gevolge daarvan, met die veronderstelling dat daar wel wurmgate bestaan. Verteenwoordigers van die tweede rigting probeer om te verstaan van wat en hoe hulle kan verskyn, watter voorwaardes is nodig vir hul voorkoms. Daar is meer werke in hierdie rigting as in die eerste een en miskien is hulle interessanter. Hierdie area sluit die soektog na modelle van wurmgate in, asook die studie van hul eienskappe.
Prestasies van Russiese fisici
Soos dit geblyk het, kan die eienskappe van materie, wat die materiaal vir die bou van wurmgate is, verwesenlik word as gevolg van die polarisasie van die vakuum van kwantumvelde. Russiese fisici Sergei Sushkov en Arkady Popov, saam met die Spaanse navorser David Hochberg, en Sergei Krasnikov, het onlangs tot hierdie gevolgtrekking gekom. Die vakuum in hierdie geval is nieleegheid. Dit is 'n kwantumtoestand wat gekenmerk word deur die laagste energie, dit wil sê 'n veld waarin daar geen werklike deeltjies is nie. In hierdie veld verskyn voortdurend pare "virtuele" deeltjies, wat verdwyn voordat hulle deur toestelle opgespoor word, maar laat hul merk in die vorm van 'n energietensor, dit wil sê 'n impuls wat gekenmerk word deur ongewone eienskappe. Ten spyte van die feit dat die kwantum-eienskappe van materie hoofsaaklik in die mikrokosmos gemanifesteer word, kan die wurmgate wat daardeur gegenereer word, onder sekere omstandighede aansienlike groottes bereik. Een van Krasnikov se artikels, terloops, heet "The Threat of Wormholes".
'n kwessie van filosofie
As wurmgate ooit gebou of ontdek word, sal die veld van filosofie gemoeid met die interpretasie van wetenskap nuwe uitdagings in die gesig staar, en ek moet sê, baie moeilike. Ten spyte van al die oënskynlik absurditeit van tydlusse en die moeilike probleme van oorsaaklikheid, sal hierdie gebied van die wetenskap dit waarskynlik eendag uitvind. Net soos hulle gehandel het oor die probleme van kwantummeganika en die relatiwiteitsteorie wat deur Einstein geskep is. Ruimte, ruimte en tyd – al hierdie vrae het mense van alle ouderdomme geïnteresseerd en sal ons blykbaar altyd interesseer. Dit is amper onmoontlik om hulle heeltemal te ken. Ruimteverkenning sal waarskynlik nooit voltooi word nie.
