Wie kann man sich die Hand geben, die aus der Zukunft geflogen sind? Warum in Ihr Löwe kann plötzlich materialisieren? Wie komme ich hinein? ein anderes Universum, besuchen Sie eine Zeitmaschine und was “weiß” ist Loch “? Dies wurde von einem leitenden Forscher im Labor erzählt Physik der Sterne des Hauptobservatoriums (Pulkovo) Sergey Krasnikov.
– Sergey Vladilenovich, was ist ein Wurmloch?
– Es gibt keine strenge Definition. Solche Definitionen sind erforderlich, wenn Sie einige Theoreme beweisen und es fast keine strengen Theoreme gibt, daher hauptsächlich auf bildliche Konzepte, Bilder beschränkt. Stellen Sie sich vor, wir hätten einen Ball aus unserer dreidimensionalen herausgenommen Räume in einem Raum und genau der gleiche Ball wurde in einem anderen herausgenommen Raum, und die resultierenden Ränder dieser Löcher wurden zusammengeklebt.
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Also, wenn wir in einem Raum eintreten Von einem ehemaligen Ball, der zu einem Loch geworden ist, werden wir in einem anderen Raum auftauchen – aus Löcher, die sich anstelle einer anderen Kugel bildeten. Wenn wir Raum wäre nicht dreidimensional, sondern zweidimensional – es würde aussehen wie ein Blatt Papier, auf das ein Stift geklebt wird. Dreidimensionales Analogon und Seine Entwicklung im Laufe der Zeit wird als Wurmloch bezeichnet.
– Wie studieren Maulwürfe im Allgemeinen?
– Dies ist eine rein theoretische Aktivität. Wurmlöcher niemand nie gesehen, und im Allgemeinen gibt es keine Gewissheit, dass sie existieren sogar. Wurmloch und begann zu lernen, ausgehend von von der Frage: Gibt es solche Mechanismen in der Natur, die würde uns garantieren, dass solche Löcher in der Natur nicht existieren vielleicht? Diese Mechanismen wurden nicht gefunden, daher können wir davon ausgehen Wurmlöcher sind ein echtes Phänomen.
– Kann man grundsätzlich ein Wurmloch sehen?
– Natürlich. Wenn Sie in einem verschlossenen Raum sind, haben Sie plötzlich nirgendwo Ein Mann kriecht heraus, dann beobachtet man ein Wurmloch. Moleholes mögen Das Untersuchungsobjekt wurde vom Amerikaner erfunden und gefördert Der theoretische Physiker John Wheeler, der mit ihrer Hilfe auch nichts erklären wollte so viel wie elektrische Ladungen. Lassen Sie uns erklären. Beschreibung freies elektrisches Feld in Bezug auf die theoretische Physik – keine sehr schwierige Aufgabe.
Aber die elektrische Ladung unter dem gleichen Gesichtspunkt zu beschreiben, ist sehr nicht einfach. In diesem Sinne tritt eine elektrische Ladung auf mysteriöse Sache: eine Substanz, vom Feld getrennt, unbekannter Herkunft, und es ist nicht klar, wie man damit umgeht klassische Physik. Wheelers Idee war wie folgt. Sagen wir mal Wir haben ein mikroskopisch kleines Wurmloch, das durchbohrt ist durch Kraftlinien – von einem Ende treten diese Linien ein und mit ein anderer – komm raus.
Ein externer Beobachter, der nicht weiß, dass diese beiden Ziele erreicht sind durch Kraftlinien verbunden, wird ein solches Objekt wahrnehmen als Eine einfache Kugel im Raum wird das Feld um sie herum erkunden und es wird wie ein Feld der Punktladung aussehen. Nur es wird dem Betrachter scheinen, dass dies eine Art mysteriöse Substanz ist, das hat eine Ladung usw. und alles, weil er nicht weiß, worauf es ankommt in der Tat ist dies ein Wurmloch.
Natürlich ist dies eine sehr elegante Idee, und viele haben es versucht. entwickeln, aber nicht besonders fortgeschritten, weil Elektronen sind, Immerhin Quantenobjekte und Wurmlöcher auf Quantenebene natürlich kann niemand beschreiben. Aber vorausgesetzt das Die Hypothese ist wahr, dann sind Wurmlöcher mehr als alltäglich Phänomen wird alles, was mit Elektrizität zu tun hat, gebunden sein letztendlich liegt es an ihnen.
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Exotische Materie ist ein klassisches Konzept der Physik, das beschreibt jede (normalerweise hypothetische) Substanz, die eine verletzt oder mehrere klassische Zustände oder besteht nicht aus bekannten Baryonen. Solche Substanzen können Eigenschaften haben wie negative Energiedichte oder eher abstoßen als von der Schwerkraft angezogen. Exotische Materie in einigen Theorien verwendet, zum Beispiel in der Theorie der Struktur Maulwurfshügel. Der berühmteste Vertreter der Exotik Materie ist ein Vakuum in einem Bereich mit Unterdruck, Casimir-Effekt erzeugt.
– Was sind Wurmlöcher?
– Aus Sicht der theoretischen Reisen gibt es passable und undurchdringliche Maulwürfe. Unpassierbar sind die Durchreisenden was zusammenbricht, und es passiert so schnell, dass Um von einem Ende zum anderen zu gelangen, hat kein Objekt einfach keine Zeit. Natürlich ist die zweite Art von Wurmloch am interessantesten zu untersuchen – passabel. Es gibt sogar eine schöne Theorie, die besagt, dass wir Früher galten sie als supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien – Das ist eigentlich der Mund von Wurmlöchern. Diese Theorie ist fast nicht entwickelt. und natürlich fand sie keine Bestätigung, sie Vielmehr existiert es als Idee. Sein Wesen ist das außerhalb von Wurmloch sieht man nur im Zentrum der Galaxie ein sphärisch symmetrisches Objekt, aber was ist es? – ein Maulwurfsloch oder ein Schwarzes Loch – kann man nicht sagen, weil sind außerhalb dieser Einrichtung.
Tatsächlich können sie nur durch einen Parameter unterschieden werden – Masse. Wenn sich die Masse als negativ herausstellt, ist dies wahrscheinlich ein Maulwurf Loch, aber wenn die Masse positiv ist, dann brauchen Sie hier zusätzliche Informationen, weil ein Schwarzes Loch auch Maulwurf sein kann Bau. Negative Masse ist im Allgemeinen eine der zentralen Momente der ganzen Geschichte mit Wurmlöchern. Weil in Ordnung um passabel zu sein – das Wurmloch muss gefüllt sein was eine exotische Substanz genannt wird – eine Substanz mit An einigen Stellen wäre die Energiedichte Orte negativ.
Auf der klassischen Ebene hat noch niemand eine solche Substanz gesehen, aber wir wissen sicher, dass es im Prinzip existieren kann. Quanteneffekte, die dazu führen das Auftreten eines solchen Stoffes. Dies ist ein ziemlich bekanntes Phänomen und Es wird der Casimir-Effekt genannt. Es wurde offiziell registriert. Und verbunden mit der Existenz einer negativen Energiedichte, Das ist sehr inspirierend.
Casimir-Effekt – der Effekt der gegenseitigen Anziehung ungeladene Körper unter dem Einfluss von Quantenfluktuationen leiten Vakuum. Am häufigsten sprechen wir von zwei parallelen ungeladenen verspiegelte Flächen aus nächster Nähe aber platziert Der Casimir-Effekt besteht auch bei komplexeren Geometrien. Grund Effekt – Energievibrationen eines physikalischen Vakuums aufgrund von die ständige Geburt und das Verschwinden virtueller Partikel darin. Der Effekt wurde vom niederländischen Physiker Hendrick Casimir in vorhergesagt 1948 und später experimentell bestätigt.
Im Allgemeinen ist in der Quantenwissenschaft die negative Energiedichte eine ziemlich häufige Sache, die zum Beispiel mit Hawking Verdunstung. Wenn eine solche Dichte existiert, wir Wir können die folgende Frage stellen: Wie groß ist die Masse des Schwarzen Lochs? (Parameter des von ihm erzeugten Gravitationsfeldes)? Hierfür gibt es eine Lösung Aufgaben, die für Schwarze Löcher gelten – also Objekte mit positive Masse, aber es gibt eine Lösung für negative Massen.
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Wenn genug exotische Materie im Wurmloch ist viel, dann wird außerhalb der Masse dieses Objekts negativ sein. Deshalb Eine der Hauptarten der „Beobachtung“ von Wurmlöchern ist die Verfolgung Objekte, für die angenommen werden kann, dass sie haben negative Masse. Und wenn wir so ein Objekt finden, dann mit hübsch Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann man sagen, dass dies ein Maulwurf ist Loch.
Maulwurfslöcher werden auch in Intra- und Interwelt unterteilt. Wenn Wir werden den Tunnel zwischen den beiden Mündungen der zweiten Art von Bau zerstören – wir wir können zwei Universen sehen, die untereinander völlig unverbunden sind. Ein solches Wurmloch nennt man Interworld. Aber wenn wir das tun das gleiche und sehen, dass alles in Ordnung ist – wir blieben im selben Vom Universum gibt es dann vor uns ein Wurmloch in der Welt. Diese beiden Wurmlocharten haben viel gemeinsam, aber es gibt auch einen wichtigen Unterschied. Tatsache ist, dass das weltweite Wurmloch, falls es existiert, neigt dazu, sich in eine Zeitmaschine zu verwandeln. Eigentlich im Hintergrund diese Annahme und der letzte Anstieg des Interesses an Maulwurf Höhlen.
Im Fall des Wurmlochs innerhalb der Welt gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, einen Nachbarn anzusehen: direkt durch den Tunnel oder auf Umwegen. Wenn Sie einen Wurmlochmund beginnen, um sich zu bewegen relativ zu einem anderen dann nach dem bekannten das Zwillingsparadoxon, die zweite Person, die von einer Reise zurückkehrt, wird jünger sein als die übrigen. Und auf der anderen Seite, wenn Sie schau durch den Tunnel – du sitzt beide still, von deinem Standpunkt aus Ansicht, Laboratorien, dir passiert nichts, deine Uhr synchronisiert. Sie haben also eine theoretische die Gelegenheit, in diesen Tunnel einzutauchen und im Moment herauszuklettern Der Standpunkt des externen Beobachters geht dem Moment voraus, in dem du bist getaucht Eine Anpassung an den entsprechenden Verzögerungsgrad führt zu die Möglichkeit einer solchen Kreisreise in Raum-Zeit, wenn Sie zu Ihrem ursprünglichen Abflugort zurückkehren und Ihren schütteln vorherige Inkarnation der Hand.
Das Zwillingsparadoxon ist ein Gedankenexperiment, mit dem versuchen Sie, die Inkonsistenz einer speziellen Theorie zu “beweisen” Relativitätstheorie. Laut SRT in Bezug auf “bewegungslos” Beobachter, alle Prozesse in sich bewegenden Objekten verlangsamen sich. Mit Andererseits erklärt das Relativitätsprinzip die Gleichheit Trägheitsreferenzsysteme. Auf dieser Grundlage Argumentation, die zu einem offensichtlichen Widerspruch führt. Zur Klarheit Die Geschichte zweier Zwillingsbrüder wird betrachtet. Einer von ihnen (Reisender) macht einen Raumflug und der zweite (Homebody) – bleibt auf der Erde. Am häufigsten wird ein “Paradoxon” formuliert wie folgt:
In Bezug auf eine Couch Potato hat eine bewegliche Reiseuhr Zeitlupe der Zeit, also müssen sie zurück sein, wenn sie zurückkehren von der Couch Kartoffeluhr. Umgekehrt in Bezug auf den Reisenden Die Erde bewegte sich, so dass die Uhr des Homebody zurückbleiben sollte. In der Tat Brüder sind daher gleich, nachdem sie ihre Uhr zurückgegeben haben sollte einmal zeigen. Nach Angaben von Tankstellen jedoch hinterherhinken wird die Uhr des Reisenden sein. In einem solchen Verstoß sichtbar die Symmetrie der Brüder, und es gibt einen Widerspruch.
– Was ist der grundlegende Unterschied zwischen einem Wurmloch und einem Schwarzen Loch?
– Zunächst muss ich sagen, dass es zwei Arten von Schwarzen Löchern gibt – diese das bildete sich als Ergebnis des Zusammenbruchs der Sterne, und diejenigen, die existierte ursprünglich, entstand zusammen mit der Entstehung von Das Universum. Dies sind zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Schwarzen Löchern. In seinem Zeit war so etwas wie ein “weißes Loch”, jetzt ist es selten verwendet. Das weiße Loch ist das gleiche schwarze, aber sich in der Zeit rückwärts entwickeln. In einem Schwarzen Loch nur Substanz fliegt und kann dort nie schon entkommen. Aus einem weißen Loch im Gegenteil, die Substanz fliegt nur heraus, aber um in keiner Weise hineinzukommen nicht erlaubt. In der Tat ist dies eine sehr natürliche Sache, wenn wir Denken Sie daran, dass die Allgemeine Relativitätstheorie zeitlich symmetrisch ist. und deshalb, wenn es schwarze Löcher gibt, muss auch Weiß existieren. Ihre Die Gesamtheit ist ein Maulwurfsloch.
– Was ist über die innere Struktur von Wurmlöchern bekannt?
– Bisher werden in diesem Sinne nur Modelle gebaut. Einerseits wir wir wissen, dass das Auftreten dieser exotischen Materie möglicherweise erkannt wird sogar experimentell, und es bleiben noch viele Fragen offen. Das einzige Wurmlochmodell, das mir mehr oder weniger bekannt ist im Einklang mit der Realität – dies ist ein Modell der anfänglichen Verdunstung (seit Beginn des Universums) des Wurmlochs. Aus diesem Grund Ein solches Loch bleibt lange passierbar.
– Woran arbeiten Sie genau?
– Ich bin in einer rein theoretischen Tätigkeit tätig, die kann als die kausale Struktur der Raum-Zeit zusammengefasst werden – Dies ist die klassische Relativitätstheorie, manchmal halbklassisch (Quantum existiert, wie Sie wissen, noch nicht).
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In der klassischen nichtrelativistischen Theorie kann man sich etwas einfallen lassen stark genug Beweise dafür, dass Reisen in Zeit kann nicht sein, aber in GR gibt es keine solchen Beweise. Und Einstein erkannte dies, als er gerade seine Theorie entwickelte. Für ihn Ich fragte mich, ob es eine solche Möglichkeit gab ausschließen. Dann hat er diese Aufgabe nicht gemeistert, wie er selbst später und sprach. Und obwohl Einstein eine Sprache geschaffen hat, um dieses Thema zu studieren, Die Aufgabe blieb akademisch. Das Interesse an ihr steigt geschah in den späten 1940er Jahren, als Godel vorschlug kosmologisches Modell, das solche geschlossenen Kurven enthält.
Aber da bot Gödel immer etwas Exotisches an Dies wurde mit Interesse aufgenommen, jedoch ohne ernsthafte wissenschaftliche Konsequenzen. Und dann, irgendwann am Ende des letzten Jahrhunderts, vor allem danke Science Fiction – zum Beispiel der Film “Contact” mit Jodie Foster – Interesse an wieder das thema zeitreise mit wurmlöchern wiedergeboren. Der Autor des Romans, nach dem das Drehbuch des Films geschrieben ist, – Dies ist ein sehr berühmter Astronom, ein Popularisator der Wissenschaft Karl Sagan.
Er ging sehr ernst mit der Sache um und fragte auch seinen Freund ein sehr berühmter Relativist, Kip Thorne, sehen Sie, ob es möglich ist alles, was im Film aus wissenschaftlicher Sicht beschrieben wird. Und er veröffentlichte halbpopulärer Zeitschriftenartikel für amerikanische Physiklehrer “Wurmloch als Instrument zur Erforschung der Allgemeinen Relativitätstheorie”, wo er die Möglichkeit einer Zeitreise durch Maulwürfe in Betracht zog Höhlen.
Aber ich muss sagen, dass damals in der Science-Fiction populär war die Idee, durch schwarze Löcher zu reisen. Aber er verstand das ein schwarzes Loch – das Objekt ist absolut unpassierbar – reisen Sie durch sie unmöglich, Maulwurfshügel als Chance betrachtet Zeitreise. Es war zwar schon vorher bekannt, aber Menschen aus irgendeinem Grund nahm er seine Schlussfolgerungen als einen völlig neuen Gedanken, und beeilte sich, es zu untersuchen. Darüber hinaus lag der Schwerpunkt auf der Vermutung von dass Zeitmaschinen nicht existieren können, aber beschlossen, es herauszufinden warum. Und ziemlich schnell kam das Verständnis, dass nicht offensichtlich Es gibt keine Einwände gegen die Existenz einer solchen Maschine. Seitdem umfangreichere Forschungen haben begonnen, begannen zu erscheinen Theorien. Im Allgemeinen mache ich das seitdem.
Contact ist ein Science-Fiction-Film von 1997. Regisseur – Robert Zemeckis. Die Haupthandlung: Ellie Arroway (Judy Foster) das Ganze Sie widmete ihr Leben der Wissenschaft und wurde Teilnehmerin des Projekts am die Suche nach außerirdischer Intelligenz. Alle Versuche, nach außerirdischen Signalen zu suchen unfruchtbar, und die Zukunft ihres Projekts steht auf dem Spiel. Ally ist verzweifelt zu finden Unterstützung bekommt aber unerwartet Hilfe von einem Exzentriker Milliardär Hadden. Und hier ist das Ergebnis – Ellie nimmt das Signal auf. Die Signalentschlüsselung zeigt, dass sie eine Beschreibung enthält technisches Gerät. Sein Zweck ist nicht klar, sondern im Inneren einen Platz für eine Person konzipiert.
Nach dem Erstellen und Starten des Geräts geht Ellie zu Reise durch das Wurmlochsystem und wird wahrscheinlich übertragen auf Planet in einem anderen Sternensystem. Sie wachte dort an der Küste auf trifft einen Vertreter einer anderen Zivilisation, der das Bild von ihr gewählt hat verstorbener Vater. Die Heldin sieht sich um und merkt, dass dies so ist Das Terrain wird von einem fremden Geist in ihrem Geist im Bild wiederhergestellt Zeichnen, gezeichnet von ihr in der Kindheit. Ein Außerirdischer sagt ihr das Mit dem Gerät können Sie ein System interstellarer Pfade organisieren Kommunikation, und die Erde wird jetzt ein Mitglied der Gemeinschaft der Zivilisationen Das Universum.
Ellie kehrt zur Erde zurück. Aus Sicht Dritter Beobachter, ihr ist nach Beginn der Installation nichts passiert, und Unser Körper hat unseren Planeten nicht verlassen. Ellie ist paradox Situation. Als Wissenschaftlerin tut sie dies aus Sicht der strengen Wissenschaft nicht kann deine Worte bestätigen. Eine weitere Sache wird auch klar. Umstand: ein an Ellie angeschlossener Camcorder während Reisen, nichts aufgezeichnet, aber die Dauer der leeren Aufzeichnung Es waren nicht ein paar Sekunden, sondern 18 Stunden …
– Ist es möglich, einen Maulwurfshügel zu “machen”?
– Genau darüber gibt es ein strenges wissenschaftliches Ergebnis. Das aufgrund der Tatsache, dass es keine genauen Ergebnisse zur Untersuchung von Wurmlöchern gibt. Es gibt einen Satz, der sehr lange bewiesen wurde, und er spricht davon. Es gibt so etwas wie globale Hyperbolizität. In diesem Fall Es spielt keine Rolle, was es bedeutet, aber der Punkt ist, dass dies so weit ist Da der Raum global hyperbolisch ist, ist das Wurmloch unmöglich zu erschaffen – es kann in der Natur existieren, aber zu machen es selbst wird nicht funktionieren.
Wenn es Ihnen gelingt, die globale Hyperbolizität zu brechen, dann vielleicht Vielleicht kannst du ein Wurmloch züchten. Tatsache ist aber, dass dies sich selbst zu brechen ist so exotisch, so schlimm studiert und unklar, dass eine Seite in Form der Geburt führt Wurmloch – das ist eine relativ Kleinigkeit im Vergleich zu sich selbst die Tatsache, dass Sie es geschafft haben, die globale zu brechen Hyperbolizität.
Hier ist eine sehr berühmte Sache, die “Prinzip” genannt wird strenge Weltraumzensur “, die diesen Raum sagt immer global hyperbolisch. Aber das ist im Prinzip nichts weiter als Wunsch. Es gibt keine Beweise für die Treue zu diesem Prinzip, Es gibt nur eine Art inneres Vertrauen, das vielen Menschen innewohnt. Diese Raumzeit sollte global hyperbolisch sein. Wenn Auf diese Weise ist es unmöglich, ein Wurmloch zu erstellen – Sie müssen schauen vorhanden. Inzwischen ernsthafte Zweifel an der Treue des Prinzips Die Weltraumzensur wurde vom Autor selbst zum Ausdruck gebracht – Roger Penrose, aber das ist eine andere Geschichte.
– Das heißt, um ein Wurmloch zu schaffen, einige ernsthafte Energiekosten?
“Es ist sehr schwer, etwas zu sagen.” Das Problem ist, dass wenn Sie globale Hyperbolizität wird verletzt, es wird gleichzeitig verletzt und Vorhersehbarkeit ist fast dasselbe. Du kannst es irgendwie Ändern Sie geometrisch den Raum in Ihrer Nähe, nehmen Sie zum Beispiel eine Tasche und legte sie an einen anderen Ort. Aber es gibt bestimmte Grenzen in wem Sie dies tun können, insbesondere die auferlegte Grenze Vorhersehbarkeit. Zum Beispiel kann man das manchmal sagen wird in 2 Sekunden passieren und manchmal nicht. Der Rand dessen, was Sie Sie können möglicherweise nicht vorhersagen, was auf dem Globalen liegt Hyperbolizität. Wenn Sie global Raum-Zeit haben hyperbolisch – Sie können seine Entwicklung vorhersagen.
Wenn wir davon ausgehen, dass es irgendwann gegen das Globale verstößt Hyperbolizität – mit Vorhersehbarkeit wird alles sehr schlecht. Daher entsteht zum Beispiel eine erstaunliche Sache, so dass direkt hier und jetzt kann ein Wurmloch entstehen was der Löwe herausspringen wird. Es wird ein exotisches Phänomen sein, aber es ist nicht so wird alle Gesetze der Physik verletzen. Und auf der anderen Seite Sie Sie können viel Mühe, Geld und Ressourcen aufwenden, um es irgendwie einfacher zu machen dieser Prozess. Aber das Ergebnis wird immer noch das gleiche sein – in beiden In Fällen wissen Sie nicht, ob ein Wurmloch erscheint oder nicht. In Mit klassischer Physik können wir nichts anfangen – er will, wird entstehen, wird nicht wollen – wird nicht entstehen – Quantenwissenschaft ist nein Hinweise in dieser Angelegenheit haben uns noch nicht gegeben.
Das Prinzip der “Weltraumzensur” wurde 1969 formuliert Roger Penrose in folgender Bildform: “Die Natur nährt Abneigung gegen nackte Singularität. “Er sagt, dass Singularitäten Raum-Zeit erscheinen an Orten, die wie innere Bereiche von Schwarzen Löchern, vor Beobachtern verborgen. Dieser hier Das Prinzip ist noch nicht bewiesen, und es gibt Grund, daran zu zweifeln absolute Korrektheit (z. B. Zusammenbruch einer Staubwolke mit ein großer Drehimpuls führt aber zu einer „bloßen Singularität“ Es ist nicht bekannt, ob diese Lösung der Einstein-Gleichungen stabil ist relativ kleine Störungen der Ausgangsdaten).
Penrose-Formulierung (starke Form der kosmischen Zensur) legt nahe, dass die Raumzeit als Ganzes global ist hyperbolisch.
Stephen Hawking schlug später eine andere Formulierung vor (schwach Form der Weltraumzensur), wo nur global Hyperbolizität der “zukünftigen” Komponente der Raumzeit.
Olga Fadeeva
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