Pasinerkite į gravitacijos šulinį vienoje kirmgraužos pusėje ir akimirksniu atsidurkite kitoje pusėje. Milijonams ar milijardams šviesmečių. Ir nors teoriškai kirmgraužas visiškai įmanoma sukurti, praktiškai iš to, ką žinome šiuo metu, tai beveik neįmanoma.
Pirmoji didelė problema yra ta, kad pagal bendrąją reliatyvumo teoriją kirmgraužos yra neįveikiamos. Pagalvokite apie tai: fizika, kuri numato šiuos dalykus, neleidžia jų naudoti kaip transportavimo būdo. Tai rimtas argumentas prieš juos.
Antra, net jei kirmgraužos yra įmanoma sukurti, jos bus visiškai nestabilios ir sugrius iškart po susiformavimo. Jei bandysite eiti vienu keliu, galite lengvai patekti į juodąją skylę.
Trečia, net jei jie yra pravažiuojami ir stabilūs, bet kokios medžiagos – net šviesos fotonų – bandymas pro juos prasiskverbti gali sukelti kolapsą.
Tačiau yra vilties, nes fizikai iki galo neišsiaiškino. Tai reiškia, kad pati visata gali slėpti faktus apie kirmgraužas, kurių mes dar nesuprantame. Yra tikimybė, kad jie atsirado natūraliai kaip Didžiojo sprogimo dalis, kai visos visatos erdvė-laikas buvo įsipainiojęs į singuliarumą.
Astronomai pasiūlė ieškoti kirmgraužų erdvėje stebint, kaip jų gravitacija iškreipia už jų esančių žvaigždžių šviesą. Bet kol kas nieko nerasta.
Taip pat yra galimybė, kad kirmgraužos atsiranda natūraliai, panašios į virtualias daleles, apie kurias žinome. Tik jie bus itin maži, pagal Planko skalę. Jums reikės nedidelio erdvėlaivio.
Viena iš įspūdingiausių kirmgraužų pasekmių yra ta, kad jas galima naudoti kelionėms laiku. Štai kaip tai veikia. Pirmiausia laboratorijoje sukurkite kirmgraužą. Tada paimkite vieną kirmgraužos galą, padėkite jį ant erdvėlaivio ir skriskite artimu šviesos greičiu, kad veiktų laiko išsiplėtimo efektas. Žmonėms erdvėlaivyje tai užtruks tik keletą metų, o Žemėje praeis šimtai ar net tūkstančiai metų. Jei pavyktų išlaikyti kirmgraužą stabilią, atvirą ir pravažiuojamą, keliauti pro ją būtų visai įdomu.
Eidami viena kryptimi ne tik įveiksite atstumą tarp kirmgraužų, bet ir pajudėsite iš vieno laiko į kitą. Ir jis turėtų veikti abiem kryptimis, pirmyn ir atgal. Kai kurie fizikai, pavyzdžiui, Leonardas Susskindas, mano, kad tai neveiks, nes pažeidžia du pagrindinius fizikos principus: vietinės energijos išsaugojimą ir energijos ir laiko neapibrėžtumo principą.
Deja, atrodo, kad kirmgraužos turėtų likti mokslinės fantastikos sferoje artimiausioje ateityje ir galbūt amžinai. Net jei būtų įmanoma sukurti kirmgraužą, ji turėtų būti stabili ir atvira, taip pat sugalvoti, kaip joje esanti medžiaga nesugriūti. Tačiau jei kada nors pasieksime šį žygdarbį, kosminių kelionių klausimas bus išspręstas.
Astrofizikai įsitikinę, kad erdvėje yra tunelių, kuriais galima persikelti į kitas Visatas ir net į kitą laiką. Manoma, kad jie susidarė, kai Visata tik atsirado. Kai, kaip teigia mokslininkai, erdvė „užvirė“ ir išlinko.
Šios erdvės „laiko mašinos“ buvo pavadintos „kirmgraužėmis“. „Urvis“ nuo juodosios skylės skiriasi tuo, kad ten galima ne tik patekti, bet ir grįžti atgal. Laiko mašina egzistuoja. Ir tai jau ne mokslinės fantastikos rašytojų teiginys – keturios matematinės formulės, kurios iki šiol teoriškai įrodo, kad galima persikelti ir į ateitį, ir į praeitį.
Ir kompiuterio modelis. Kažkas panašaus turėtų atrodyti kaip „laiko mašina“ erdvėje: dvi skylės erdvėje ir laike, sujungtos koridoriumi.
„Šiuo atveju kalbame apie labai neįprastus objektus, kurie buvo atrasti Einšteino teorijoje. Remiantis šia teorija, erdvė yra sulenkta labai stipriame lauke, o laikas arba sukasi, arba sulėtėja, tai yra fantastiškos savybės“, – aiškina FIAN Astrospace centro direktoriaus pavaduotojas Igoris Novikovas.
Tokius neįprastus objektus mokslininkai vadino „kirmgraužėmis“. Tai visai ne žmogaus išradimas, kol kas tik gamta sugeba sukurti laiko mašiną. Šiandien astrofizikai tik hipotetiškai įrodė „kirmgraužų“ egzistavimą visatoje. Tai praktikos reikalas.
„kirmgraužų“ paieška yra viena pagrindinių šiuolaikinės astronomijos užduočių. „Jie pradėjo kalbėti apie juodąsias skyles kažkur šeštojo dešimtmečio pabaigoje, o kai jie padarė šias ataskaitas, tai atrodė fantastiška. Visiems atrodė, kad tai absoliuti fantazija – dabar ji visų lūpose“, – sako Anatolijus Čerepaščiukas, Sternbergo vardu pavadinto Maskvos valstybinio universiteto Astronomijos instituto direktorius. – Taigi ir dabar „kirmgraužės“ taip pat yra prasimanymas, nepaisant to, teorija numato, kad „kirmgraužės“ egzistuoja. Esu optimistas ir manau, kad ir „kirmgraužos“ kada nors atsivers.
„Kirmgraužos“ priklauso tokiam paslaptingam reiškiniui kaip „tamsioji energija“, kuri sudaro 70 procentų visatos. „Dabar buvo atrasta tamsioji energija – tai vakuumas, turintis neigiamą slėgį. Ir iš esmės „kirmgraužės“ galėtų susidaryti iš vakuumo“, – siūlo Anatolijus Čerepaščiukas. Viena iš „kirmgraužų“ buveinių yra galaktikų centrai. Tačiau čia svarbiausia nepainioti jų su juodosiomis skylėmis, didžiuliais objektais, kurie taip pat yra galaktikų centre.
Jų masė yra milijardai mūsų saulių. Tuo pačiu metu juodosios skylės turi galingą traukos jėgą. Jos tokios didelės, kad iš ten negali ištrūkti net šviesa, todėl įprastu teleskopu jų pamatyti neįmanoma. Kirmgraužų gravitacinė jėga taip pat milžiniška, tačiau pažvelgus į kirmgraužos vidų galima išvysti praeities šviesą.
„Galaktikų centre, jų branduoliuose yra labai kompaktiškų objektų, tai yra juodosios skylės, bet manoma, kad kai kurios iš šių juodųjų skylių yra visai ne juodosios skylės, o įėjimai į šias „kirmgraužes“, – sako Igoris Novikovas. . Šiandien buvo atrasta daugiau nei 300 juodųjų skylių.
Nuo Žemės iki mūsų galaktikos centro Paukščių Takas yra 25 000 šviesmečių. Jei paaiškės, kad ši juodoji skylė yra „kirmgrauža“, kelionių laiku koridorius, žmonija skris ir skris prieš ją.
Mokslas
Neseniai pasirodęs vizualiai įtraukiantis filmas „Tarpžvaigždinis“ yra paremtas tikromis mokslinėmis koncepcijomis, tokiomis kaip besisukančios juodosios skylės, kirmgraužos ir laiko plėtimasis.
Bet jei nesate susipažinę su šiomis sąvokomis, žiūrėdami galite šiek tiek susipainioti.
Filme kosmoso tyrinėtojų komanda eina į ekstragalaktinė kelionė per kirmgraužą. Kitoje pusėje jie patenka į kitokią saulės sistemą su besisukančia juodąja skyle, o ne žvaigžde.
Jie lenktyniauja su erdve ir laiku, kad užbaigtų savo misiją. Tokios kelionės į kosmosą gali atrodyti šiek tiek klaidinančios, tačiau jos remiasi pagrindiniais fizikos principais.
Čia yra pagrindiniai 5 fizikos sąvokos ką reikia žinoti norint suprasti „tarpžvaigždinį“:
dirbtinė gravitacija
Didžiausia mūsų, žmonių, ilgalaikių kelionių kosmoso problema nesvarumas. Mes gimėme Žemėje, o mūsų kūnas prisitaikė prie tam tikrų gravitacinių sąlygų, tačiau ilgai būnant kosmose pradeda silpti raumenys.
Su šia problema susiduria ir filmo „Tarpžvaigždinis“ veikėjai.
Norėdami tai išspręsti, mokslininkai kuria dirbtinė gravitacija erdvėlaiviuose. Vienas iš būdų tai padaryti – sukti erdvėlaivį kaip filme. Sukimasis sukuria išcentrinę jėgą, kuri stumia objektus link išorinių laivo sienų. Šis atstūmimas panašus į gravitaciją, tik priešinga kryptimi.
Ši dirbtinės gravitacijos forma yra tai, ką patiriate, kai važiuojate nedideliu spinduliu kreivę ir jaučiate, kad esate stumiami į išorę, toliau nuo centrinio kreivės taško. Besisukančiame erdvėlaivyje sienos jums tampa grindimis.
Besisukanti juodoji skylė erdvėje
Astronomai, nors ir netiesiogiai, pastebėjo mūsų visatoje sukasi juodąsias skyles. Niekas nežino, kas yra juodosios skylės centre, bet mokslininkai turi tam pavadinimą.singuliarumas .
Besisukančios juodosios skylės deformuoja erdvę aplink jas kitaip nei stacionarios juodosios skylės.
Šis iškraipymo procesas vadinamas „inerciniu rėmo tempimu“ arba objektyvo-Thirringo efektu, ir jis įtakoja, kaip atrodys juodoji skylė, iškraipydamas erdvę, o dar svarbiau – erdvėlaikį aplink ją. Juodosios skylės, kurią matote filme, pakankalabai artima mokslinei koncepcijai.
- Erdvėlaivis „Endurance“ keliauja į Gargantua – išgalvota supermasyvi juodoji skylė 100 milijonų kartų didesnė už saulės masę.
- Jis yra 10 milijardų šviesmečių nuo Žemės ir aplink jį sukasi kelios planetos. Gargantua sukasi stulbinančiu 99,8 procento šviesos greičio.
- Garagantua akreciniame diske yra dujų ir dulkių Saulės paviršiaus temperatūroje. Diskas aprūpina Gargantua planetas šviesa ir šiluma.
Sudėtinga juodosios skylės išvaizda plėvelėje atsirado dėl to, kad akrecinio disko vaizdas yra iškreiptas dėl gravitacinio lęšio. Vaizde atsiranda du lankai: vienas suformuotas virš juodosios skylės, kitas – po ja.
Kurmio skylė
Kirmgrauža arba kirmgrauža, kurią įgula naudojo filme „Interstellar“ yra vienas iš filmo reiškinių. kurių egzistavimas neįrodytas. Tai hipotetiška, bet labai patogu mokslinės fantastikos istorijų siužetuose, kur reikia įveikti didelį erdvės atstumą.
Kirmgraužos yra tik savotiška trumpiausias kelias per erdvę. Bet koks masės objektas sukuria erdvėje skylę, o tai reiškia, kad erdvę galima ištempti, deformuoti ir net sulankstyti.
Kirmgrauža yra tarsi erdvės (ir laiko) audinio raukšlė, jungianti du labai tolimus regionus, o tai padeda kosmoso keliautojams. nukeliauti ilgą atstumą per trumpą laiką.
Oficialus kirmgraužos pavadinimas yra „Einšteino-Roseno tiltas“, nes pirmą kartą jį pasiūlė Albertas Einšteinas ir jo kolega Nathanas Rosenas 1935 m.
- 2D diagramose kirmgraužos anga pavaizduota kaip apskritimas. Tačiau jei matytume kirmgraužą, ji atrodytų kaip rutulys.
- Sferos paviršiuje būtų matomas gravitacinis iškreiptas erdvės vaizdas iš kitos „urvos“ pusės.
- Plėvelėje esančios kirmgraužos matmenys yra 2 km skersmens, o perdavimo atstumas – 10 milijardų šviesmečių.
Gravitacinis laiko išsiplėtimas
Gravitacinis laiko išsiplėtimas yra realus reiškinys, stebimas Žemėje. Atsiranda todėl laiko atžvilgiu. Tai reiškia, kad skirtingoms koordinačių sistemoms jis teka skirtingai.
Kai esate stiprioje gravitacinėje aplinkoje, laikas tau bėga lėčiau lyginant su žmonėmis silpnoje gravitacinėje aplinkoje.
Kirmgrauža arba kirmgrauža teoriškai yra laiko ir erdvės sankirta, kuri žymiai sumažina ilgų kelionių per visatą laiką. Sąvoka „kirmgrauža“ gimė bendrosios reliatyvumo teorijos dėka. Kirmgraužos dar nebuvo ištirtos ir kelia didžiulį pavojų – staigūs kontaktai su neištirtomis medžiagomis, didelė radiacija ir kiti nežinomi griuvimai.
Kirmgraužos teorija
Neseniai 1935 m. fizikai ir Nathanas Rosenas atrado bendrosios reliatyvumo teoriją, kuri pasiūlė „tiltų“ per erdvę ir laiką egzistavimą. Šie takai vadinami „Einšteino-Rozeno tiltais“ arba kirmgraužomis. Šie tiltai jungia du skirtingus laiko ir erdvės taškus, teoriškai sukurdami kelią, kuris sumažina kelionės laiką ir kelionės atstumą.
Teoriškai jame yra dvi skylės, kurios vėliau sujungiamos. Šių skylių pradžia greičiausiai yra sferinė. Tada jie pereina į tiesią atkarpą, nors galbūt ji gali sudaryti ratą, suteikiantį keliautojui ilgesnį kelią nei tradiciniu būdu.
Einšteino bendrosios reliatyvumo teorija matematiškai rodo kirmgraužų egzistavimą, tačiau iki šiol astrofizikai jų neaptiko. Vienintelis KN buvimo pasiūlymas yra neigiama masė, kurią galima aptikti dėl to, kaip jos gravitacija veikia pro šalį einančią šviesą.
Kai kurie bendrosios reliatyvumo teiginiai leidžia egzistuoti kirmgraužoms, kai kurios iš jų yra sudarytos iš juodųjų skylių. Tiesa, dėl savo prigimties juodoji skylė, kuri atsiranda sprogus mirštančiajai žvaigždei, pati negali sukurti kirmgraužos.
Mokslinėje fantastikoje gausu pasakojimų apie keliones per kirmgraužas. Tačiau tikroji tokios kelionės tikrovė dar neatrodo tikra.
Pirmoji problema yra kirmgraužų dydis. Įprastos kirmgraužos, pasak mokslininkų, yra 10–33 centimetrų dydžio. Tačiau visatai plečiantis, gali būti, kad kai kurios iš jų gali išsiplėsti iki didelių dydžių.
Kita keliautojų problema kyla dėl neištirto kirmgraužos stabilumo. Einšteino-Roseno tyrimai buvo tiesiog nenaudingi praktinėms kelionėms. Tačiau naujesni tyrimai parodė, kad kirmgrauža, kurioje yra „egzotiškos medžiagos“, gali likti atvira tyrimams ir nepakitusi ilgą laiką.
Egzotinė medžiaga, kuri skiriasi nuo tamsiosios medžiagos ar antimedžiagos, turi neigiamą energijos tankį ir neigiamą slėgį.
Jei kirmgraužoje yra pakankamai egzotiškos medžiagos, nesvarbu, ar tai būtų natūraliai ar dirbtinai sukurta medžiaga, ji teoriškai galėtų būti naudojama kaip būdas siųsti informaciją ar keliautojus per erdvę.
Kirmgraužos gali ne tik sujungti du atskirus visatos regionus, bet ir dvi skirtingas galaktikas. Įdomu tai, kad kai kurie mokslininkai teigia, kad jei vienas įėjimas į ŠR juda tam tikra išmokta tvarka, tai vėliau gali leisti keliauti. Nepaisant to, britų astrofizikas ir kosmologas Stephenas Hawkingas teigia, kad KN naudojimas kelionėms dar neįmanomas.
„Sliekgrauža tikrai nesuteikia galimybės keliauti laiku atgal“, – rašė NASA darbuotojas Ericas Christianas.
Kurmio skylė. Kas yra "kirmgrauža"?
Hipotetinė "kirmgrauža", dar vadinama "kurmio skyle" arba "kirmgrauža" (pažodinis kirmgraužos vertimas) yra tam tikras erdvės ir laiko tunelis, leidžiantis objektui judėti iš taško a į tašką b visatoje, o ne per. tiesi linija, bet aplink erdvę. Jei būtų lengviau, paimkite bet kokį popieriaus lapą, sulenkite jį per pusę ir pradurkite, gauta skylė bus ta pati kirmgrauža.
Taigi egzistuoja teorija, kad erdvė visatoje sąlyginai gali būti tas pats popieriaus lapas, dėmesys, tik pritaikytas trečiajai dimensijai. Įvairūs mokslininkai iškelia hipotezes, kad kirmgraužų keliavimo erdvėje dėka laikas yra įmanomas. Tačiau tuo pat metu niekas tiksliai nežino, kokį pavojų gali kelti kirmgraužos ir kas iš tikrųjų gali būti kitoje jų pusėje.
Kirmgraužų teorija.
1935 m. fizikai Albertas Einsteinas ir Nathanas Rosenas, remdamiesi bendrąja reliatyvumo teorija, pasiūlė, kad visatoje yra ypatingi „tiltai“ per erdvėlaikį. Šie takai, vadinami Einšteino-Rozeno tiltais (arba kirmgraužomis), sujungia du visiškai skirtingus erdvėlaikio taškus, teoriškai sukurdami erdvėje kreivumą, kuris sutrumpina kelionę iš vieno taško į kitą.
Vėlgi, hipotetiškai, bet kuri kirmgrauža susideda iš dviejų įėjimų ir kaklo (tai yra to paties tunelio. Šiuo atveju greičiausiai įėjimai prie kirmgraužos yra sferoidinės formos, o kaklelis gali reikšti ir tiesų erdvės segmentą, ir spiralinis.
Kelionė per kirmgraužą.
Pirmoji problema, kuri trukdys tokios kelionės galimybei, yra kirmgraužų dydis. Manoma, kad pačios pirmosios kirmgraužos buvo labai mažos, 10–33 centimetrų dydžio, tačiau dėl visatos plėtimosi tapo įmanoma, kad kartu su tuo išsiplėtė ir didėjo pačios kirmgraužos. Kita sliekų problema yra jų stabilumas. Tiksliau, nestabilumas.
Einšteino-Roseno teorija paaiškina, kad kirmgraužos bus nenaudingos kelionėms erdvėje laike, nes jos labai greitai subyra (užsidaro). Tačiau naujesni šių klausimų tyrimai rodo, kad yra „egzotinės medžiagos“, kuri leidžia skylėms išlaikyti savo struktūrą ilgesnį laiką.
Ir vis dėlto teorinis mokslas mano, kad jei kirmgraužose yra pakankamai šios egzotiškos energijos, kuri atsirado natūraliai arba atsiras dirbtinai, tada per erdvėlaikį bus galima perduoti informaciją ar net objektus.
Tos pačios hipotezės rodo, kad kirmgraužos gali sujungti ne tik du taškus vienoje visatoje, bet ir būti įėjimu į kitus. Kai kurie mokslininkai mano, kad jei vienas kirmgraužos įėjimas bus tam tikru būdu perkeltas, kelionė laiku bus įmanoma. Tačiau, pavyzdžiui, garsus britų kosmologas Stephenas Hawkingas mano, kad toks kirmgraužų panaudojimas yra neįmanomas.
Nepaisant to, kai kurie mokslininkai tvirtina, kad jei kirmgraužų stabilizavimas egzotinėmis medžiagomis tikrai įmanomas, tada žmonės galės saugiai keliauti per tokias kirmgraužas. O dėl „Įprasto“ reikalo, esant norui ir reikalui, tokius portalus galima destabilizuoti atgal.
Remiantis reliatyvumo teorija, niekas negali keliauti greičiau už šviesą. Tai reiškia, kad niekas negali išeiti iš šio gravitacinio lauko, patekęs į jį. Kosmoso sritis, iš kurios nėra išeities, vadinama juodąja skyle. Jo ribą lemia šviesos spindulių, kurie pirmieji prarado galimybę išsiveržti, trajektorija. Jis vadinamas juodosios skylės įvykių horizontu. Pavyzdys: žiūrėdami pro langą nematome to, kas yra už horizonto, o sąlyginis stebėtojas negali suprasti, kas vyksta nematomos mirusios žvaigždės ribose.
Fizikai aptiko kitos visatos egzistavimo požymių
Daugiau
Yra penki juodųjų skylių tipai, tačiau mus domina žvaigždžių masės juodoji skylė. Tokie objektai susidaro paskutiniame dangaus kūno gyvenimo etape. Apskritai žvaigždės mirtis gali sukelti šiuos dalykus:
1. Ji pavirs labai tankia užgesusia žvaigžde, susidedančia iš daugybės cheminių elementų – tai baltoji nykštukė;
2. Į neutroninę žvaigždę - turi apytikslę Saulės masę ir apie 10-20 kilometrų spindulį, viduje susideda iš neutronų ir kitų dalelių, o išorėje yra apgaubta plonu, bet kietu apvalkalu;
3. Į juodąją skylę, kurios gravitacinė trauka tokia stipri, kad gali įsiurbti šviesos greičiu skrendančius objektus.
Kai atsiranda supernova, tai yra žvaigždės „atgimimas“, susidaro juodoji skylė, kurią galima aptikti tik dėl skleidžiamos spinduliuotės. Būtent ji sugeba sukurti kirmgraužą.
Jei juodąją skylę įsivaizduosime kaip piltuvą, tai objektas, įkritęs į jį, praranda įvykių horizontą ir krenta į vidų. Taigi kur yra kirmgrauža? Jis yra lygiai tame pačiame piltuvėlyje, pritvirtintame prie juodosios skylės tunelio, kur išėjimai nukreipti į išorę. Mokslininkai mano, kad kitas kirmgraužos galas yra sujungtas su balta skyle (juodosios antipodu, į kurią niekas negali įkristi).
Kurmio skylė. Schwarzschild ir Reisner-Nordström juodosios skylės
Schwarzschild juodoji skylė gali būti laikoma neįveikiama kirmgrauža. Kalbant apie Reisnerio-Nordström juodąją skylę, ji yra šiek tiek sudėtingesnė, bet ir nepravažiuojama. Vis dėlto nėra taip sunku sugalvoti ir apibūdinti erdvėje esančias keturmates kirmgraužas, kurias būtų galima pervažiuoti. Jums tereikia pasirinkti reikiamą metrikos tipą. Metrinis tenzorius arba metrika yra reikšmių rinkinys, kurį galima naudoti apskaičiuojant keturmačius intervalus tarp įvykių taškų. Šis dydžių rinkinys visiškai apibūdina ir gravitacinį lauką, ir erdvės-laiko geometriją. Geometriškai perkeliamos kirmgraužos erdvėje yra dar paprastesnės nei juodosios skylės. Jie neturi horizontų, kurie laikui bėgant veda į kataklizmus. Skirtinguose taškuose laikas gali bėgti skirtingu tempu, tačiau jis neturėtų sustoti ar greitėti be galo.
Pulsarai: švyturio faktorius
Iš esmės pulsaras yra greitai besisukanti neutroninė žvaigždė. Neutroninė žvaigždė yra labai sutankinta mirusios žvaigždės šerdis, likusi po supernovos sprogimo. Ši neutroninė žvaigždė turi galingą magnetinį lauką. Šis magnetinis laukas yra maždaug trilijoną kartų stipresnis už Žemės magnetinį lauką. Dėl magnetinio lauko neutroninė žvaigždė iš savo šiaurės ir pietų ašigalių skleidžia stiprias radijo bangas ir radioaktyviąsias daleles. Šios dalelės gali apimti įvairią spinduliuotę, įskaitant matomą šviesą.
Galingus gama spindulius skleidžiantys pulsarai yra žinomi kaip gama spindulių pulsarai. Jei neutroninė žvaigždė yra savo ašigaliu link Žemės, tada radijo bangas galime matyti kiekvieną kartą, kai tik vienas iš polių patenka į mūsų trumpėjimą. Šis efektas labai panašus į švyturio efektą. Stacionariam stebėtojui atrodo, kad besisukančio švyturio šviesa nuolat mirksi, tada išnyksta, tada vėl pasirodo. Lygiai taip pat atrodo, kad pulsaras mirksi sukdamas savo polius Žemės atžvilgiu. Skirtingi pulsarai šaudo skirtingu greičiu, priklausomai nuo neutroninės žvaigždės dydžio ir masės. Kartais pulsaras gali turėti kompanioną. Kai kuriais atvejais jis gali pritraukti savo kompanioną, todėl jis sukasi dar greičiau. Greičiausi pulsarai gali skleisti daugiau nei šimtą impulsų per sekundę.
Hipotetinė "kirmgrauža", dar vadinama "kirmgrauža" arba "kirmgrauža" (pažodinis kirmgraužos vertimas) yra tam tikras erdvės ir laiko tunelis, leidžiantis objektui judėti iš taško A į tašką B Visatoje, o ne tiesi linija, bet aplink erdvę. Jei taip lengviau, tai paimkite bet kokį popieriaus lapą, perlenkite per pusę ir pradurkite, susidariusi skylė bus ta pati kirmgrauža. Taigi egzistuoja teorija, kad erdvė Visatoje sąlyginai gali būti toks pat popieriaus lapas, tik pritaikytas trečiajam matmeniui. Įvairūs mokslininkai iškelia hipotezes, kad kirmgraužų dėka įmanoma keliauti erdvėlaikiu. Tačiau tuo pat metu niekas tiksliai nežino, kokį pavojų gali kelti kirmgraužos ir kas iš tikrųjų gali būti kitoje jų pusėje.
Kirmgraužos teorija
1935 m. fizikai Albertas Einšteinas ir Natanas Rosenas, remdamiesi bendrosios reliatyvumo teorija, pasiūlė, kad visatoje esama specialių „tiltų“ per erdvėlaikį. Šie takai, vadinami Einšteino-Roseno tiltais (arba kirmgraužomis), sujungia du visiškai skirtingus erdvėlaikio taškus, teoriškai sukurdami erdvėje deformaciją, sutrumpinsiančią kelionę iš vieno taško į kitą.
Vėlgi, hipotetiškai, bet kuri kirmgrauža susideda iš dviejų įėjimų ir kaklo (ty to paties tunelio). Šiuo atveju greičiausiai įėjimai prie kirmgraužos yra sferoidinės formos, o kaklas gali būti ir tiesus erdvės segmentas, ir spiralinis.
Bendroji reliatyvumo teorija matematiškai įrodo kirmgraužų egzistavimo tikimybę, tačiau iki šiol nė vienos iš jų žmogus neatrado. Sunkumas jį aptikti slypi tame, kad tariama didžiulė kirmgraužų masė ir gravitaciniai efektai tiesiog sugeria šviesą ir neleidžia jai atsispindėti.
Kelios hipotezės, pagrįstos bendruoju reliatyvumu, rodo, kad egzistuoja kirmgraužos, kuriose juodosios skylės atlieka įėjimo ir išėjimo vaidmenis. Tačiau verta manyti, kad pačių juodųjų skylių atsiradimas, susidaręs sprogus mirštančioms žvaigždėms, jokiu būdu nesukuria kirmgraužos.
Kelionė per kirmgraužą
Mokslinėje fantastikoje neretai pagrindiniai veikėjai keliauja per kirmgraužas. Tačiau iš tikrųjų tokia kelionė toli gražu nėra tokia paprasta, kaip rodoma filmuose ir pasakojama fantastinėje literatūroje.
Pirmoji problema, kuri trukdys tokios kelionės galimybei, yra kirmgraužų dydis. Manoma, kad pačios pirmosios kirmgraužos buvo labai mažos, 10–33 centimetrų dydžio, tačiau dėl Visatos plėtimosi tapo įmanoma, kad kartu su tuo išsiplėtė ir didėjo ir pačios kirmgraužos. Kita sliekų problema yra jų stabilumas. Tiksliau, nestabilumas.
Einšteino-Roseno teorijos paaiškintos kirmgraužos bus nenaudingos kelionėms erdvėje laiku, nes jos labai greitai subyra (užsidaro). Tačiau naujesni šių klausimų tyrimai rodo, kad yra „egzotinės medžiagos“, leidžiančios urveliams išlaikyti savo struktūrą ilgesnį laiką.
Nepainioti su juodąja medžiaga ir antimedžiaga, ši egzotiška medžiaga susideda iš neigiamo tankio energijos ir didžiulio neigiamo slėgio. Tokios materijos paminėjimas yra tik kai kuriose vakuumo teorijose pagal kvantinio lauko teoriją.
Tačiau teorinis mokslas mano, kad jei kirmgraužose yra pakankamai šios natūralios arba dirbtinai sukurtos egzotiškos energijos, tada erdvėlaikiu bus galima perduoti informaciją ar net objektus.
Tos pačios hipotezės rodo, kad kirmgraužos gali sujungti ne tik du taškus vienoje visatoje, bet ir būti įėjimu į kitus. Kai kurie mokslininkai mano, kad jei vienas kirmgraužos įėjimas bus tam tikru būdu perkeltas, kelionė laiku bus įmanoma. Tačiau, pavyzdžiui, garsus britų kosmologas Stephenas Hawkingas mano, kad toks kirmgraužų panaudojimas yra neįmanomas.
Nepaisant to, kai kurie mokslininkai tvirtina, kad jei kirmgraužų stabilizavimas egzotinėmis medžiagomis tikrai įmanomas, tada žmonės galės saugiai keliauti per tokias kirmgraužas. O dėl „įprasto“ reikalo, jei nori ir reikia, tokius portalus galima destabilizuoti atgal.
Deja, šiuolaikinių žmonijos technologijų neužtenka, kad kirmgraužės būtų dirbtinai padidintos ir stabilizuotos, jei jos vis dėlto būtų aptiktos. Tačiau mokslininkai ir toliau tiria greitų kelionių į kosmosą koncepcijas ir metodus, ir galbūt vieną dieną mokslas pateiks tinkamą sprendimą.
Vaizdo įrašas „Slieko skylė“: durys pro stiklą
Mokslinės fantastikos gerbėjai tikisi, kad žmonija vieną dieną galės per kirmgraužą nukeliauti į visatos tolimąsias puses.
Kirmgrauža yra teorinis tunelis per erdvėlaikį, kuris potencialiai leis greičiau keliauti tarp tolimų erdvės taškų – pavyzdžiui, iš vienos galaktikos į kitą, kaip buvo parodyta Christopherio Nolano filme „Tarpžvaigždinis“, kuris buvo parodytas kino teatruose visame pasaulyje. šio mėnesio pradžioje.
Nors pagal Einšteino bendrosios reliatyvumo teoriją kirmgraužos yra įmanomos, tokios egzotiškos kelionės greičiausiai išliks mokslinės fantastikos sferoje, sakė žinomas astrofizikas Kipas Thorne'as iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje, patarėju ir vykdančiuoju prodiuseriu „Interstellar“. ..
„Esmė ta, kad mes tiesiog nieko apie jas nežinome“, – sakė Thorne'as, vienas žymiausių pasaulyje reliatyvumo, juodųjų skylių ir kirmgraužų ekspertų. – Tačiau yra labai rimtų požymių, kad žmogus, pagal fizikos dėsnius, negalės per juos keliauti.
„Pagrindinė priežastis yra susijusi su kirmgraužų nestabilumu“, – pridūrė jis. – Kirmgraužų sienos griūva taip greitai, kad pro jas niekas negali prasibrauti.
Norint išlaikyti atviras kirmgraužas, reikės naudoti kažką antigravitacijos, būtent neigiamą energiją. Neigiama energija laboratorijoje buvo sukurta naudojant kvantinius efektus: viena erdvės sritis gauna energiją iš kitos srities, kurioje susidaro trūkumas.
„Taigi teoriškai tai įmanoma“, – sakė jis. "Tačiau mes niekada negalime gauti pakankamai neigiamos energijos, kad kirmgraužos sienos būtų atviros."
Be to, kirmgraužos (jei jos apskritai egzistuoja) beveik neabejotinai negali susiformuoti natūraliai. Tai yra, jie turi būti sukurti padedant pažangiai civilizacijai.
Būtent taip atsitiko filme „Tarpžvaigždinis“: paslaptingos būtybės šalia Saturno pastatė kirmgraužą, leidžiančią nedidelei pionierių grupei, vadovaujamai buvusio ūkininko Cooperio (vaidina Matthew McConaughey), pradėti ieškoti naujų namų žmonijai egzistuoti. Žemė.gresia pasaulinis derliaus gedimas.
Norintys sužinoti daugiau apie tarpžvaigždinį mokslą, kuriame nagrinėjamas gravitacijos sulėtėjimas ir vaizduojamos kelios svetimos planetos, besisukančios aplink vieną arti vienas kito, turėtų perskaityti naują Thorne'o knygą, kuri vienareikšmiškai pavadinta „Tarpžvaigždinių mokslų mokslas“.
Kur yra kirmgrauža. Kirmgraužos bendrojoje reliatyvumo teorijoje
(GR) leidžia egzistuoti tokiems tuneliams, nors norint egzistuoti pravažiuojama kirmgrauža, būtina, kad ji būtų užpildyta neigiama, kuri sukuria stiprų gravitacinį atstūmimą ir neleidžia skylei įgriūti. Tokie sprendimai kaip kirmgraužos atsiranda įvairiais būdais, nors iki visiško problemos tyrimo dar labai toli.
Vietovė, esanti prie siauriausios kurmikalnio atkarpos, vadinama „gerkle“. Kirmgraužos skirstomos į „vidinę visatą“ ir „tarp visatą“, atsižvelgiant į tai, ar įmanoma jos įvestis sujungti su kreive, kuri nekerta kaklo.
Taip pat yra pravažiuojamų (pravažiuojamų) ir nepravažiuojamų kurmių. Pastariesiems priskiriami tie tuneliai, kurie yra per greiti, kad stebėtojas ar signalas (kurio greitis ne didesnis kaip šviesos greitis) galėtų patekti iš vieno įėjimo į kitą. Klasikinis nepravažiuojamo kurmiarausio pavyzdys yra, bet pravažiuojamas yra.
Pravažiuojama vidinė kirmgrauža suteikia hipotetinę galimybę, jei, pavyzdžiui, vienas iš jos įėjimų juda kito atžvilgiu arba yra stiprioje, kur sulėtėja laikas. Be to, kirmgraužos gali hipotetiškai sukurti tarpžvaigždinių kelionių galimybę, todėl kirmgraužos dažnai aptinkamos.
Kosminės kirmgraužos. Per „kurmius“ – į žvaigždes?
Deja, praktinis „kirmgraužų“ panaudojimas atokiems kosmoso objektams pasiekti dar nėra aptariamas. Jų savybės, veislės, galimos išsidėstymo vietos dar žinomos tik teoriškai – nors, matai, tai jau nemažai. Juk turime daugybę pavyzdžių, kaip teorinės konstrukcijos, kurios atrodė grynai spekuliacinės, paskatino naujų technologijų, radikaliai pakeitusių žmonijos gyvenimą, atsiradimą. Branduolinė energija, kompiuteriai, mobilieji ryšiai, genų inžinerija... bet jūs niekada nežinote, kas dar?
Tuo tarpu apie „kirmgraužus“ arba „kirmgraužus“ žinoma taip. 1935 m. Albertas Einšteinas ir amerikiečių-izraelio fizikas Nathanas Rosenas pasiūlė tam tikrus tunelius, jungiančius įvairius atokius kosmoso regionus. Tuo metu jie dar nebuvo vadinami „kirmgraužėmis“, arba „kurmių skylėmis“, o tiesiog – „Einšteino-Rozeno tiltais“. Kadangi tokiems tiltams atsirasti reikėjo labai stipraus erdvės kreivumo, jų egzistavimo laikas buvo labai trumpas. Niekas ir niekas nespėtų „perbėgti“ per tokį tiltą – veikiamas gravitacijos jis beveik iš karto „sugriuvo“.
Ir todėl tai liko visiškai nenaudinga praktine prasme, nors ir linksma bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmė.
Tačiau vėliau atsirado minčių, kad kai kurie tarpdimensiniai tuneliai gali egzistuoti gana ilgai – su sąlyga, kad jie bus užpildyti kokia nors egzotiška medžiaga, kurios energijos tankis yra neigiamas. Tokia medžiaga sukurs gravitacinį atstūmimą, o ne trauką ir taip neleis kanalui „sugriūti“. Tada atsirado pavadinimas „kirmgrauža“. Beje, mūsų mokslininkai renkasi pavadinimą „kurmio kalnas“ arba „kirmgrauža“: reikšmė ta pati, bet skamba daug gražiau...
Amerikiečių fizikas Johnas Archibaldas Wheeleris (1911–2008), kurdamas „kirmgraužių“ teoriją, pasiūlė, kad jas prasiskverbia elektrinis laukas; be to, patys elektros krūviai iš tikrųjų yra mikroskopinių „kirmgraužų“ žiotys. Rusų astrofizikas akademikas Nikolajus Semjonovičius Kardaševas mano, kad „kirmgraužės“ gali pasiekti milžiniškus dydžius ir kad mūsų Galaktikos centre yra visai ne masyvios juodosios skylės, o tokių „skylių“ žiotys.
Praktiškai būsimus kosmoso keliautojus sudomins „kirmgraužės“, kurios gana ilgai išlaikomos stabilios būsenos, be to, yra tinkamos pro jas prasiskverbti erdvėlaiviams.
Amerikiečiai Kipas Thorne'as ir Michaelas Morrisas sukūrė teorinį tokių kanalų modelį. Tačiau jų stabilumą užtikrina „egzotiška materija“, apie kurią iš tikrųjų nieko nežinoma ir į kurią, ko gero, žemiškoms technologijoms geriau net nesikišti.
Tačiau rusų teoretikai Sergejus Krasnikovas iš Pulkovo observatorijos ir Sergejus Suškovas iš Kazanės federalinio universiteto iškėlė idėją, kad kirmgraužos stabilumą galima pasiekti be jokio neigiamo energijos tankio, o tiesiog dėl vakuumo poliarizacijos „skylėje“ ( vadinamasis Suškovo mechanizmas) .
Apskritai dabar yra visas rinkinys „kirmgraužų“ (arba, jei norite, „kirmgraužų“) teorijų. Labai bendra ir spekuliatyvi klasifikacija juos skirsto į „praeinamus“ – stabilius, Moriso – Thorn kirmgraužus ir nepravažiuojamus – Einšteino – Rozeno tiltus. Be to, kirmgraužos skiriasi savo mastu – nuo mikroskopinių iki milžiniškų, dydžiu prilygstančių galaktikos „juodosioms skylėms“. Ir, galiausiai, pagal jų paskirtį: „vidinė visata“, jungianti skirtingas tos pačios lenktos Visatos vietas, ir „tarppasaulis“ (tarpvisata), leidžianti patekti į kitą erdvės-laiko kontinuumą.
