Yulduzlar olami juda koʻp sirlarga toʻla. Eynshteyn tomonidan yaratilgan umumiy nisbiylik nazariyasiga (GR) ko'ra, biz to'rt o'lchovli fazo-vaqtda yashaymiz. U kavisli va barchamizga tanish bo'lgan tortishish bu xususiyatning namoyonidir. Materiya egilib, atrofidagi bo'shliqni "egadi" va qanchalik ko'p bo'lsa, u qanchalik zichroq bo'lsa. Kosmos, makon va vaqt juda qiziq mavzular. Ushbu maqolani o'qib chiqqach, siz ular haqida yangi narsalarni bilib olasiz.
Egrilik fikri
Ko'plab boshqa tortishish nazariyalari, ularning bugungi kunda yuzlablari bor, umumiy nisbiylik nazariyasidan tafsilotlari bilan farq qiladi. Biroq, bu astronomik farazlarning barchasi asosiy narsani - egrilik g'oyasini saqlab qoladi. Agar kosmos egri bo'lsa, u, masalan, ko'p yorug'lik yillari bilan ajratilgan maydonlarni birlashtiruvchi quvur shaklini olishi mumkin deb taxmin qilishimiz mumkin. Va, ehtimol, hatto bir-biridan uzoqda bo'lgan davrlar. Axir, biz kosmosni ko'rib chiqsak, biz uchun tanish bo'lgan makon haqida emas, balki fazo-vaqt haqida gapiramiz. Unda teshikfaqat ma'lum sharoitlarda paydo bo'ladi. Sizni qurt teshigi kabi qiziqarli hodisani diqqat bilan ko'rib chiqishni taklif qilamiz.
Gurt teshigi haqidagi birinchi fikrlar
Chuqur fazo va uning sirlari sizni o'ziga chorlaydi. Egrilik haqidagi fikrlar GR nashr etilgandan so'ng darhol paydo bo'ldi. Avstriyalik fizigi L. Flamm 1916 yilda fazoviy geometriya ikki dunyoni bog'laydigan o'ziga xos tuynuk shaklida mavjud bo'lishi mumkinligini aytdi. Matematik N. Rozen va A. Eynshteyn 1935 yilda umumiy nisbiylik nazariyasi doirasidagi, gravitatsion maydonlarni yaratuvchi izolyatsiyalangan elektr zaryadlangan yoki neytral manbalarni tavsiflovchi tenglamalarning eng oddiy yechimlari fazoviy "ko'prik" tuzilishga ega ekanligini payqashgan. Ya'ni, ular ikkita olamni, ikkita deyarli tekis va bir xil fazo-vaqtni bog'laydi.
Keyinchalik bu fazoviy tuzilmalar "chuvalchang teshigi" nomi bilan tanildi, bu inglizcha qurt teshigi so'zining ancha erkin tarjimasi. Uning yaqinroq tarjimasi "chuvalchang teshigi" (kosmosda). Rozen va Eynshteyn bu “ko‘priklar” yordamida elementar zarrachalarni ularning yordami bilan tasvirlash imkoniyatini ham inkor etishmadi. Darhaqiqat, bu holda zarracha sof fazoviy shakllanishdir. Shuning uchun zaryad yoki massa manbasini maxsus modellashtirishga hojat yo'q. Uzoqdagi tashqi kuzatuvchi esa, agar qurt teshigi mikroskopik o'lchamlarga ega bo'lsa, bu bo'shliqlardan birida faqat zaryad va massaga ega nuqta manbasini ko'radi.
Eynshteyn-Rozen "Ko'priklar"
Kuchning elektr liniyalari bir tomondan chuqurga kiradi, boshqa tomondan esa ular tugamasdan yoki hech qaerda boshlanmasdan chiqib ketadi. Amerikalik fizik J. Uiler shu munosabat bilan "zaryadsiz zaryad" va "massasiz massa" olinadi, dedi. Bu holda ko'prik ikki xil koinotni bog'lash uchun xizmat qiladi, deb o'ylashning hojati yo'q. Chuvalchang teshigining ikkala "og'zi" bir xil koinotga, lekin turli vaqtlarda va uning turli nuqtalarida chiqadi, degan taxmin ham o'rinli bo'lar edi. Agar u deyarli tekis tanish dunyoga tikilgan bo'lsa, ichi bo'sh "tutqich" ga o'xshash narsa chiqadi. Kuch chiziqlari og'izga kiradi, bu manfiy zaryad sifatida tushunilishi mumkin (aytaylik, elektron). Ular chiqadigan og'iz musbat zaryadga (pozitron) ega. Massaga kelsak, ular har ikki tomonda ham bir xil bo'ladi.
Eynshteyn-Rozen "ko'priklari"ning shakllanishi uchun shartlar
Bu rasm oʻzining barcha jozibadorligiga qaramay, koʻp sabablarga koʻra zarrachalar fizikasida oʻz oʻrnini topmagan. Mikrodunyoda ajralmas bo'lgan Eynshteyn-Rozen "ko'priklari" ga kvant xususiyatlarini bog'lash oson emas. Zarrachalar (protonlar yoki elektronlar) zaryadlari va massalarining ma'lum qiymatlari uchun bunday "ko'prik" umuman hosil bo'lmaydi. Buning o'rniga "elektr" yechim "yalang'och" yagonalikni, ya'ni elektr maydoni va fazoning egriligi cheksiz bo'ladigan nuqtani bashorat qiladi. Bunday nuqtalarda kontseptsiyafazo-vaqt, hatto egrilik holatida ham o'z ma'nosini yo'qotadi, chunki hadlari cheksiz ko'p bo'lgan tenglamalarni yechish mumkin emas.
GR qachon ishlamay qoladi?
Oʻz-oʻzidan, OTO qachon ishlamay qolishi aniq koʻrsatilgan. Bo'yinda, "ko'prik" ning eng tor joyida, ulanishning silliqligi buzilgan. Va shuni aytish kerakki, bu juda ahamiyatsiz. Uzoq kuzatuvchining pozitsiyasidan vaqt bu bo'yinda to'xtaydi. Rozen va Eynshteyn tomoq deb o'ylagan narsa endi qora tuynukning hodisa gorizonti (zaryadlangan yoki neytral) sifatida aniqlanadi. "Ko'prik" ning turli tomonlaridagi nurlar yoki zarralar ufqning turli "bo'limlari" ga tushadi. Va uning chap va o'ng qismlari o'rtasida, nisbatan aytganda, statik bo'lmagan maydon mavjud. Hududdan o'tish uchun undan o'tmaslikning iloji yo'q.
Qora tuynukdan oʻta olmaslik
Nisbatan katta qora tuynuk ufqiga yaqinlashayotgan kosmik kema abadiy muzlab qolganga o'xshaydi. Undan signallar kamroq va kamroq etib boradi … Aksincha, kema soatiga ko'ra ufqqa cheklangan vaqt ichida erishiladi. Kema (yorug'lik nuri yoki zarracha) uning yonidan o'tib ketganda, u tez orada o'ziga xoslikka aylanadi. Bu erda egrilik cheksiz bo'ladi. Yagonalikda (hali ham unga yo'lda) cho'zilgan tanasi muqarrar ravishda yirtilib, eziladi. Bu qora tuynuk qanday ishlashi haqiqati.
Qo'shimcha tadqiqotlar
1916-17 yillarda. Reisner-Nordström va Shvartsshild yechimlari olindi. Ulardanosimmetrik elektr zaryadlangan va neytral qora tuynuklarni sharsimon tasvirlaydi. Biroq, fiziklar bu bo'shliqlarning murakkab geometriyasini faqat 1950-60-yillar oxirida to'liq tushunishga muvaffaq bo'lishdi. O‘shanda tortishish nazariyasi va yadro fizikasi sohasidagi ishlari bilan mashhur bo‘lgan D. A. Uiler “chuvalchang teshigi” va “qora tuynuk” atamalarini taklif qilgan edi. Ma'lum bo'lishicha, Reysner-Nordström va Shvartsshild fazolarida haqiqatan ham kosmosda qurt teshiklari mavjud. Ular qora tuynuklar kabi uzoqdagi kuzatuvchiga umuman ko'rinmas. Va ular kabi, kosmosdagi gijjalar abadiydir. Ammo agar sayohatchi ufqdan tashqariga kirsa, ular shu qadar tez qulab tushadiki, ular orasidan na yorug'lik nuri, na katta zarracha, hatto kema ham ucha olmaydi. Yagonalikni chetlab o'tib, boshqa og'izga uchish uchun siz yorug'likdan tezroq harakat qilishingiz kerak. Hozirda fiziklar energiya va materiyaning o'ta yangi yulduz tezligini mutlaqo imkonsiz deb hisoblashadi.
Shvartsshild va Reysner-Nordströmning qora tuynuklari
Shvartsshild qora tuynugini o'tib bo'lmaydigan qurt teshigi deb hisoblash mumkin. Reisner-Nordström qora tuynugiga kelsak, u biroz murakkabroq, ammo o'tib bo'lmaydi. Shunday bo'lsa-da, kosmosda bosib o'tilishi mumkin bo'lgan to'rt o'lchovli qurt teshigini topish va tasvirlash unchalik qiyin emas. Siz faqat kerakli ko'rsatkich turini tanlashingiz kerak. Metrik tensor yoki metrik - bu hodisa nuqtalari orasidagi to'rt o'lchovli intervallarni hisoblash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan qiymatlar to'plami. Ushbu qiymatlar to'plami tortishish maydonini ham, to'liq tavsiflaydifazo-vaqt geometriyasi. Kosmosdagi geometrik jihatdan o'tish mumkin bo'lgan qurt teshiklari qora tuynuklardan ham oddiyroq. Ularning vaqt o'tishi bilan kataklizmlarga olib keladigan ufqlari yo'q. Turli nuqtalarda vaqt boshqacha sur'atda o'tishi mumkin, lekin u cheksiz to'xtamasligi yoki tezlashmasligi kerak.
Ikki qatorli qurt teshigi tadqiqoti
Tabiat qurt teshigi paydo bo'lishiga to'siq qo'ydi. Biroq, odam shunday tartibga solinganki, agar to'siq bo'lsa, uni engib o'tishni xohlaydiganlar doimo topiladi. Olimlar ham bundan mustasno emas. Chuvalchanglarni o'rganish bilan shug'ullanadigan nazariyotchilarning ishlarini shartli ravishda bir-birini to'ldiradigan ikkita sohaga bo'lish mumkin. Birinchisi, qurt teshiklari mavjudligini oldindan taxmin qilib, ularning oqibatlarini ko'rib chiqish bilan bog'liq. Ikkinchi yo'nalish vakillari nimadan va qanday paydo bo'lishi mumkinligini tushunishga harakat qilmoqdalar, ularning paydo bo'lishi uchun qanday shartlar zarur. Bu yo'nalishda birinchisiga qaraganda ko'proq ishlar bor va, ehtimol, ular qiziqroq. Bu soha qurt teshigi modellarini qidirish, shuningdek, ularning xususiyatlarini o'rganishni o'z ichiga oladi.
Rossiya fiziklarining yutuqlari
Ma'lum bo'lishicha, chuvalchang teshiklarini qurish uchun material bo'lgan moddaning xususiyatlari kvant maydonlari vakuumining qutblanishi tufayli amalga oshirilishi mumkin. Yaqinda rossiyalik fiziklar Sergey Sushkov va Arkadiy Popov ispan tadqiqotchisi David Xochberg va Sergey Krasnikov bilan birgalikda shunday xulosaga kelishdi. Bu holda vakuum emasbo'shliq. Bu eng kam energiya bilan tavsiflangan kvant holati, ya'ni haqiqiy zarrachalar mavjud bo'lmagan maydon. Ushbu sohada "virtual" zarrachalar juftlari doimiy ravishda paydo bo'ladi, ular qurilmalar tomonidan aniqlanmaguncha yo'qoladi, lekin o'z izini energiya tenzori, ya'ni g'ayrioddiy xususiyatlar bilan tavsiflangan impuls shaklida qoldiradi. Moddaning kvant xususiyatlari asosan mikrokosmosda namoyon bo'lishiga qaramay, ular tomonidan yaratilgan qurt teshiklari ma'lum sharoitlarda sezilarli o'lchamlarga etishi mumkin. Krasnikovning maqolalaridan biri, darvoqe, "Chuvul tuynuklari tahdidi" deb nomlanadi.
Falsafa savoli
Agar qurt teshiklari qurilsa yoki kashf etilsa, fanni talqin qilish bilan shug'ullanuvchi falsafa sohasi yangi, aytishim kerakki, juda qiyin muammolarga duch keladi. Vaqt tsikllarining bema'ni ko'rinishi va sabab-oqibatning qiyin muammolariga qaramay, fanning bu sohasi, ehtimol, bir kun kelib buni aniqlaydi. Xuddi ular Eynshteyn yaratgan kvant mexanikasi va nisbiylik nazariyasi muammolari bilan shug'ullanganidek. Kosmos, makon va vaqt - bu savollarning barchasi barcha yoshdagi odamlarni qiziqtiradi va bizni doimo qiziqtiradi. Ularni to'liq bilish deyarli mumkin emas. Koinotni tadqiq qilish hech qachon tugamaydi.
