Ulimwengu wa nyota umejaa mafumbo mengi. Kulingana na nadharia ya jumla ya uhusiano (GR), iliyoundwa na Einstein, tunaishi katika muda wa nafasi ya nne-dimensional. Imepinda, na mvuto, unaojulikana kwetu sote, ni dhihirisho la sifa hii. Jambo hupiga, "hupiga" nafasi inayozunguka yenyewe, na zaidi, ni denser. Nafasi, nafasi na wakati zote ni mada zinazovutia sana. Baada ya kusoma makala haya, hakika utajifunza jambo jipya kuwahusu.
Wazo la curvature
Nadharia nyingine nyingi za nguvu za uvutano, ambazo kuna mamia yao leo, hutofautiana na uhusiano wa jumla katika maelezo. Walakini, nadharia hizi zote za unajimu huhifadhi jambo kuu - wazo la curvature. Ikiwa nafasi imepigwa, basi tunaweza kudhani kwamba inaweza kuchukua, kwa mfano, sura ya maeneo ya kuunganisha bomba ambayo yanatenganishwa na miaka mingi ya mwanga. Na labda hata eras mbali na kila mmoja. Baada ya yote, hatuzungumzii juu ya nafasi ambayo inajulikana kwetu, lakini kuhusu wakati wa nafasi tunapozingatia ulimwengu. Shimo ndani yakekuonekana tu chini ya hali fulani. Tunakualika uangalie kwa karibu jambo la kuvutia kama vile minyoo.
Mawazo ya kwanza kuhusu mashimo ya minyoo
Nafasi pana na mafumbo yake yanavutia. Mawazo juu ya curvature yalionekana mara tu baada ya GR kuchapishwa. L. Flamm, mwanafizikia wa Austria, tayari mwaka wa 1916 alisema kuwa jiometri ya anga inaweza kuwepo kwa namna ya aina ya shimo inayounganisha dunia mbili. Mtaalamu wa hisabati N. Rosen na A. Einstein mwaka wa 1935 aliona kuwa ufumbuzi rahisi zaidi wa equations katika mfumo wa uhusiano wa jumla, unaoelezea vyanzo vilivyotengwa vya umeme au visivyo na upande vinavyounda maeneo ya mvuto, vina muundo wa "daraja" wa anga. Hiyo ni, wanaunganisha ulimwengu mbili, mbili karibu saa tambarare na zinazofanana za anga.
Baadaye miundo hii ya anga ilijulikana kama "wormholes", ambayo ni tafsiri huru ya neno la Kiingereza wormhole. Tafsiri yake ya karibu ni "wormhole" (katika nafasi). Rosen na Einstein hawakuondoa hata uwezekano wa kutumia "madaraja" haya kuelezea chembe za msingi kwa msaada wao. Hakika, katika kesi hii chembe ni malezi ya anga. Kwa hiyo, hakuna haja ya kuiga mfano wa chanzo cha malipo au wingi. Na mwangalizi wa nje wa mbali, ikiwa shimo la minyoo lina vipimo vya hadubini, huona tu chanzo cha uhakika chenye chaji na wingi kikiwa katika mojawapo ya nafasi hizi.
Einstein-Rosen "Bridges"
Nyezo za nguvu za umeme huingia kwenye shimo kutoka upande mmoja, na kutoka upande mwingine hutoka bila kuishia au kuanzia mahali popote. J. Wheeler, mwanafizikia wa Marekani, alisema juu ya tukio hili kwamba "malipo bila malipo" na "misa bila misa" hupatikana. Sio lazima kabisa katika kesi hii kuzingatia kwamba daraja hutumikia kuunganisha ulimwengu mbili tofauti. Sio inafaa sana kuwa dhana kwamba "midomo" yote ya shimo la minyoo huenda kwenye ulimwengu huo huo, lakini kwa nyakati tofauti na kwa sehemu tofauti ndani yake. Inageuka kitu kinachofanana na "kushughulikia" tupu, ikiwa imeshonwa kwa ulimwengu unaojulikana karibu na gorofa. Mistari ya nguvu huingia kinywani, ambayo inaweza kueleweka kama malipo hasi (hebu tuseme elektroni). Kinywa ambacho wanatoka kina malipo chanya (positron). Ama raia watakuwa sawa pande zote mbili.
Masharti ya kuunda Einstein-Rosen "madaraja"
Picha hii, pamoja na mvuto wake wote, haijapata msingi katika fizikia ya chembe, kwa sababu nyingi. Si rahisi kutaja mali ya quantum kwa "madaraja" ya Einstein-Rosen, ambayo ni muhimu sana katika ulimwengu mdogo. "Daraja" kama hilo halijaundwa hata kidogo kwa maadili yanayojulikana ya malipo na wingi wa chembe (protoni au elektroni). Suluhisho la "umeme" badala yake linatabiri umoja "wazi", yaani, mahali ambapo uwanja wa umeme na mzingo wa nafasi huwa usio na kipimo. Katika pointi kama hizo, dhanamuda wa nafasi, hata katika kesi ya mkunjo, hupoteza maana yake, kwa kuwa haiwezekani kutatua milinganyo ambayo ina idadi isiyo na kikomo ya maneno.
GR inashindwa lini?
Peke yake, OTO hutaja haswa ni lini inakoma kufanya kazi. Kwenye shingo, mahali penye nyembamba zaidi ya "daraja", kuna ukiukwaji wa laini ya uunganisho. Na ni lazima kusema kwamba ni badala nontrivial. Kutoka kwa nafasi ya mwangalizi wa mbali, wakati huacha kwenye shingo hii. Kile ambacho Rosen na Einstein walifikiri kuwa koo sasa kinafafanuliwa kama upeo wa tukio la shimo jeusi (iwe limechajiwa au haliegemei upande wowote). Mionzi au chembe kutoka pande tofauti za "daraja" huanguka kwenye "sehemu" tofauti za upeo wa macho. Na kati ya sehemu zake za kushoto na kulia, kwa kiasi kikubwa, kuna eneo lisilo la tuli. Ili kupita eneo hilo, haiwezekani usipite.
Kutokuwa na uwezo wa kupita kwenye shimo jeusi
Meli ya anga ya juu inayokaribia upeo wa macho ya shimo kubwa jeusi inaonekana kuganda milele. Chini na mara nyingi, ishara kutoka kwake hufikia … Kinyume chake, upeo wa macho kulingana na saa ya meli hufikiwa kwa muda mfupi. Wakati meli (mwanga wa mwanga au chembe) inapoipitisha, hivi karibuni itaingia kwenye umoja. Hapa ndipo curvature inakuwa isiyo na mwisho. Katika umoja (bado uko njiani kuelekea huko), mwili uliopanuliwa bila shaka utapasuka na kupondwa. Huu ndio ukweli wa jinsi shimo jeusi linavyofanya kazi.
Utafiti zaidi
Mwaka 1916-17. Ufumbuzi wa Reisner-Nordström na Schwarzschild ulipatikana. Ndani yaokwa umbo la duara hufafanua mashimo meusi yanayochajiwa na ulinganifu. Walakini, wanafizikia waliweza kuelewa kikamilifu jiometri changamano ya nafasi hizi tu mwanzoni mwa miaka ya 1950 na 60. Wakati huo D. A. Wheeler, anayejulikana kwa kazi yake katika nadharia ya mvuto na fizikia ya nyuklia, alipendekeza maneno "shimo la minyoo" na "shimo nyeusi". Ilibadilika kuwa katika nafasi za Reisner-Nordström na Schwarzschild kweli kuna minyoo kwenye nafasi. Hazionekani kabisa kwa mwangalizi wa mbali, kama shimo nyeusi. Na, kama wao, minyoo katika nafasi ni ya milele. Lakini msafiri akipenya nje ya upeo wa macho, huanguka haraka sana hivi kwamba hakuna miale ya mwanga au chembe kubwa, achilia mbali meli, inayoweza kuruka kupitia humo. Ili kuruka kwa mdomo mwingine, kupita umoja, unahitaji kusonga haraka kuliko mwanga. Hivi sasa, wanafizikia wanaamini kwamba kasi ya supernova ya nishati na mata kimsingi haiwezekani.
Mashimo meusi ya Schwarzschild na Reisner-Nordström
Shimo jeusi la Schwarzschild linaweza kuchukuliwa kuwa tundu lisilopenyeka. Kuhusu shimo nyeusi la Reisner-Nordström, ni ngumu zaidi, lakini pia haipitiki. Bado, si vigumu kuja na kuelezea minyoo yenye sura nne katika nafasi ambayo inaweza kupitiwa. Unahitaji tu kuchagua aina ya kipimo unachohitaji. Vipimo vya kupima kipimo, au kipimo, ni seti ya thamani zinazoweza kutumika kukokotoa vipindi vya pande nne vilivyopo kati ya pointi za tukio. Seti hii ya maadili inabainisha kikamilifu uwanja wa mvuto najiometri ya muda wa nafasi. Mashimo ya minyoo yanayopitika kijiometri katika nafasi ni rahisi zaidi kuliko mashimo meusi. Hawana upeo unaosababisha majanga na kupita kwa wakati. Katika maeneo tofauti, wakati unaweza kwenda kwa kasi tofauti, lakini haipaswi kusimama au kuongeza kasi bila kikomo.
Mistari miwili ya utafiti wa mashimo ya minyoo
Maumbile yameweka kizuizi kwa kuonekana kwa mashimo ya minyoo. Hata hivyo, mtu hupangwa kwa namna ambayo ikiwa kuna kikwazo, daima kutakuwa na wale wanaotaka kushinda. Na wanasayansi sio ubaguzi. Kazi za wananadharia ambao wanahusika katika utafiti wa minyoo wanaweza kugawanywa kwa masharti katika maeneo mawili ambayo yanakamilishana. Ya kwanza inahusika na kuzingatia matokeo yao, ikizingatiwa mapema kwamba mashimo ya minyoo yapo. Wawakilishi wa mwelekeo wa pili wanajaribu kuelewa kutoka kwa nini na jinsi wanaweza kuonekana, ni hali gani zinazohitajika kwa tukio lao. Kuna kazi zaidi katika mwelekeo huu kuliko ya kwanza na, labda, zinavutia zaidi. Eneo hili linajumuisha utafutaji wa mifano ya mashimo ya minyoo, pamoja na uchunguzi wa mali zao.
Mafanikio ya wanafizikia wa Kirusi
Kama ilivyotokea, mali ya mata, ambayo ni nyenzo ya ujenzi wa mashimo ya minyoo, inaweza kupatikana kwa sababu ya mgawanyiko wa utupu wa uwanja wa quantum. Wanafizikia wa Kirusi Sergei Sushkov na Arkady Popov, pamoja na mtafiti wa Kihispania David Hochberg, na Sergei Krasnikov, hivi karibuni walifikia hitimisho hili. Utupu katika kesi hii sioutupu. Hii ni hali ya quantum inayojulikana na nishati ya chini kabisa, yaani, shamba ambalo hakuna chembe halisi. Katika uwanja huu, jozi za chembe za "virtual" huonekana kila wakati, hupotea kabla ya kugunduliwa na vifaa, lakini zikiacha alama yao kwa namna ya tensor ya nishati, ambayo ni, msukumo unaoonyeshwa na mali isiyo ya kawaida. Licha ya ukweli kwamba mali ya quantum ya suala huonyeshwa hasa katika microcosm, minyoo inayozalishwa nao, chini ya hali fulani, inaweza kufikia ukubwa mkubwa. Moja ya makala ya Krasnikov, kwa njia, inaitwa "Tishio la Wormholes".
Swali la falsafa
Iwapo mashimo ya minyoo yatawahi kujengwa au kugunduliwa, nyanja ya falsafa inayohusika na tafsiri ya sayansi itakabiliwa na changamoto mpya, na lazima niseme, ngumu sana. Kwa upuuzi wote unaoonekana wa vitanzi vya wakati na shida ngumu za sababu, eneo hili la sayansi labda litabaini siku moja. Kama vile walishughulikia shida za mechanics ya quantum na nadharia ya uhusiano iliyoundwa na Einstein. Nafasi, nafasi na wakati - maswali haya yote yana watu wanaovutiwa katika kila kizazi na, inaonekana, yatatuvutia kila wakati. Karibu haiwezekani kuwajua kabisa. Utafutaji wa nafasi hauwezekani kukamilishwa.
