Yıldız evreni birçok gizemle doludur. Einstein tarafından yaratılan genel görelilik kuramına (GR) göre, dört boyutlu bir uzay-zamanda yaşıyoruz. Kavislidir ve hepimizin aşina olduğu yerçekimi bu özelliğin bir tezahürüdür. Madde bükülür, etrafındaki boşluğu "büker" ve ne kadar yoğun olursa o kadar yoğun olur. Uzay, uzay ve zaman hepsi çok ilginç konular. Bu makaleyi okuduktan sonra kesinlikle onlar hakkında yeni bir şeyler öğreneceksiniz.
Eğrilik fikri
Bugün yüzlerce olan diğer birçok yerçekimi teorisi, ayrıntılarda genel görelilikten farklıdır. Bununla birlikte, tüm bu astronomik hipotezler asıl şeyi koruyor - eğrilik fikri. Uzay kavisliyse, örneğin, birbirinden çok ışık yılı ile ayrılmış alanları birbirine bağlayan bir boru şeklini alabileceğini varsayabiliriz. Ve belki de birbirinden uzak çağlar bile. Sonuçta, kozmosu düşündüğümüzde bize tanıdık gelen uzaydan değil, uzay-zamandan bahsediyoruz. İçinde bir delikyalnızca belirli koşullar altında görünür. Sizi solucan delikleri gibi ilginç bir fenomene daha yakından bakmaya davet ediyoruz.
Solucan delikleri hakkında ilk fikirler
Derin uzay ve onun gizemleri sizi çağırıyor. Eğrilik hakkındaki düşünceler, GR yayınlandıktan hemen sonra ortaya çıktı. Avusturyalı bir fizikçi olan L. Flamm, daha 1916'da, uzaysal geometrinin iki dünyayı birbirine bağlayan bir tür delik şeklinde var olabileceğini söyledi. 1935'te matematikçi N. Rosen ve A. Einstein, genel görelilik çerçevesindeki en basit denklem çözümlerinin, yerçekimi alanları oluşturan izole elektrik yüklü veya nötr kaynakları tanımlayan, mekansal bir "köprü" yapısına sahip olduğunu fark ettiler. Yani, iki evreni birbirine bağlıyorlar, ikisi neredeyse düz ve özdeş uzay-zamanlar.
Daha sonra bu uzamsal yapılar, İngilizce solucan deliği kelimesinin oldukça gevşek bir çevirisi olan "solucan delikleri" olarak bilinir hale geldi. Daha yakın bir çevirisi "solucan deliği" (uzayda). Rosen ve Einstein, onların yardımıyla temel parçacıkları tanımlamak için bu "köprüleri" kullanma olasılığını bile dışlamadılar. Gerçekten de, bu durumda parçacık tamamen uzaysal bir oluşumdur. Bu nedenle, yükün veya kütlenin kaynağını özel olarak modellemeye gerek yoktur. Ve uzak bir dış gözlemci, eğer solucan deliği mikroskobik boyutlara sahipse, bu boşluklardan birindeyken yalnızca yükü ve kütlesi olan bir nokta kaynağı görür.
Einstein-Rosen "Köprüler"
Elektrikli kuvvet çizgileri yuvaya bir taraftan girer ve diğer taraftan bitmeden veya herhangi bir yerden başlamadan çıkar. Amerikalı fizikçi J. Wheeler, bu vesileyle "yüksüz yük" ve "kütlesiz kütle" elde edildiğini söyledi. Bu durumda köprünün iki farklı evreni birbirine bağlamaya hizmet ettiğini düşünmek hiç de gerekli değildir. Bir solucan deliğinin her iki "ağızının" aynı evrene, ancak farklı zamanlarda ve farklı noktalarda çıktığı varsayımı daha az uygun olmayacaktır. Neredeyse düz bir tanıdık dünyaya dikilirse, içi boş bir "sapı" andıran bir şey ortaya çıkıyor. Kuvvet çizgileri, negatif bir yük (diyelim ki bir elektron) olarak anlaşılabilecek ağza girer. Çıktıkları ağız pozitif bir yüke (pozitron) sahiptir. Kitlelere gelince, her iki tarafta da aynı olacaklar.
Einstein-Rosen "köprülerinin" oluşum koşulları
Bu resim, tüm çekiciliğine rağmen, birçok nedenden dolayı parçacık fiziğinde yer edinmedi. Mikrodünyada vazgeçilmez olan Einstein-Rosen "köprülerine" kuantum özelliklerini atfetmek kolay değildir. Böyle bir "köprü", parçacıkların (protonlar veya elektronlar) yüklerinin ve kütlelerinin bilinen değerleri için oluşturulmamıştır. Bunun yerine "elektriksel" çözüm, "çıplak" bir tekilliği, yani elektrik alanının ve uzayın eğriliğinin sonsuz hale geldiği bir noktayı öngörür. Bu gibi noktalarda konseptuzay-zaman, eğrilik durumunda bile anlamını kaybeder, çünkü sonsuz sayıda terimi olan denklemleri çözmek imkansızdır.
GR ne zaman başarısız olur?
Kendi başına, OTO tam olarak ne zaman çalışmayı bıraktığını belirtir. Boyunda, "köprünün" en dar yerinde, bağlantının düzgünlüğünün ihlali var. Ve bunun oldukça önemsiz olduğu söylenmelidir. Uzaktaki bir gözlemcinin konumundan, zaman bu boyunda durur. Rosen ve Einstein'ın boğaz olduğunu düşündükleri şey, şimdi bir kara deliğin (yüklü veya nötr) olay ufku olarak tanımlanıyor. "Köprü"nün farklı taraflarından gelen ışınlar veya parçacıklar, ufkun farklı "bölümlerine" düşer. Ve sol ve sağ kısımları arasında, göreceli olarak, statik olmayan bir alan var. Alanı geçmek için geçmemek mümkün değil.
Kara delikten geçememe
Göreceli olarak büyük bir kara deliğin ufkuna yaklaşan bir uzay gemisi sonsuza kadar donuyor gibi görünüyor. Giderek daha az sıklıkta, sinyaller ulaşır… Aksine, geminin saatine göre ufka sonlu bir zamanda ulaşılır. Bir gemi (bir ışık demeti veya bir parçacık) yanından geçtiğinde, kısa sürede bir tekilliğe dönüşecektir. Eğriliğin sonsuz hale geldiği yer burasıdır. Tekillikte (hala yolda), uzamış beden kaçınılmaz olarak parçalanacak ve ezilecektir. Bu, bir kara deliğin nasıl çalıştığının gerçeğidir.
İleri araştırma
1916-17'de. Reisner-Nordström ve Schwarzschild çözümleri elde edildi. içlerindeküresel olarak simetrik elektrik yüklü ve nötr kara delikleri tanımlar. Ancak fizikçiler bu uzayların karmaşık geometrisini ancak 1950'lerin ve 60'ların başında tam olarak anlayabildiler. O zaman, yerçekimi teorisi ve nükleer fizik konusundaki çalışmaları ile tanınan D. A. Wheeler, "solucan deliği" ve "kara delik" terimlerini önerdi. Reisner-Nordström ve Schwarzschild uzaylarında gerçekten uzayda solucan delikleri olduğu ortaya çıktı. Kara delikler gibi uzak bir gözlemci tarafından tamamen görünmezler. Ve onlar gibi uzaydaki solucan delikleri de sonsuzdur. Ancak yolcu ufkun ötesine geçerse, o kadar hızlı çökerler ki, bırakın gemi şöyle dursun, ne bir ışık ışını ne de büyük bir parçacık onların içinden geçemez. Tekilliği atlayarak başka bir ağza uçmak için ışıktan daha hızlı hareket etmeniz gerekir. Şu anda fizikçiler, enerji ve maddenin süpernova hızlarının temelde imkansız olduğuna inanıyorlar.
Schwarzschild ve Reisner-Nordström'ün kara delikleri
Schwarzschild kara deliği, aşılmaz bir solucan deliği olarak kabul edilebilir. Reisner-Nordström kara deliğine gelince, biraz daha karmaşık ama aynı zamanda geçilmez. Yine de, uzayda geçilebilecek dört boyutlu solucan delikleri bulmak ve tanımlamak o kadar da zor değil. İhtiyacınız olan metrik türünü seçmeniz yeterlidir. Metrik tensör veya metrik, olay noktaları arasında var olan dört boyutlu aralıkları hesaplamak için kullanılabilecek bir değerler kümesidir. Bu değer seti, hem yerçekimi alanını hem deuzay-zaman geometrisi. Uzayda geometrik olarak geçilebilen solucan delikleri, kara deliklerden bile daha basittir. Zaman geçtikçe felaketlere yol açan ufuklara sahip değiller. Farklı noktalarda zaman farklı bir hızda gidebilir, ancak durmamalı veya sonsuz hızlanmamalıdır.
Solucan deliği araştırmasının iki satırı
Doğa solucan deliklerinin ortaya çıkmasına bir engel koydu. Ancak insan öyle bir düzene sahiptir ki, bir engel varsa onu aşmak isteyenler her zaman olacaktır. Ve bilim adamları bir istisna değildir. Solucan delikleri çalışmasıyla uğraşan teorisyenlerin çalışmaları şartlı olarak birbirini tamamlayan iki alana ayrılabilir. İlki, solucan deliklerinin var olduğunu önceden varsayarak, sonuçlarının değerlendirilmesiyle ilgilidir. İkinci yönün temsilcileri, ne ve nasıl görünebileceklerini, ortaya çıkmaları için hangi koşulların gerekli olduğunu anlamaya çalışıyorlar. Bu yönde ilkinden daha fazla çalışma var ve belki de daha ilginçler. Bu alan solucan deliği modellerinin aranmasını ve özelliklerinin araştırılmasını içerir.
Rus fizikçilerin başarıları
Görünüşe göre, solucan deliklerinin inşası için malzeme olan maddenin özellikleri, kuantum alanlarının vakumunun polarizasyonu nedeniyle gerçekleştirilebilir. Rus fizikçiler Sergei Sushkov ve Arkady Popov, İspanyol araştırmacı David Hochberg ve Sergei Krasnikov ile birlikte yakın zamanda bu sonuca vardılar. Bu durumda boşluk değilboşluk Bu, en düşük enerjiyle, yani içinde gerçek parçacıkların bulunmadığı bir alanla karakterize edilen bir kuantum halidir. Bu alanda, "sanal" parçacık çiftleri sürekli olarak ortaya çıkar, cihazlar tarafından algılanmadan önce kaybolur, ancak izlerini bir enerji tensörü, yani olağandışı özelliklerle karakterize edilen bir dürtü şeklinde bırakır. Maddenin kuantum özelliklerinin esas olarak mikro kozmosta tezahür etmesine rağmen, bunların oluşturduğu solucan delikleri, belirli koşullar altında önemli boyutlara ulaşabilir. Bu arada Krasnikov'un makalelerinden birinin adı "Solucan Delikleri Tehdidi".
Bir felsefe sorusu
Solucan delikleri inşa edilir veya keşfedilirse, bilimin yorumlanmasıyla ilgilenen felsefe alanı yeni zorluklarla karşı karşıya kalacaktır ve söylemeliyim ki, çok zor olanlarla. Zaman döngülerinin tüm görünüşte saçmalığı ve nedenselliğin zor sorunları için, bu bilim alanı muhtemelen bir gün çözecektir. Tıpkı kuantum mekaniğinin problemlerini ve Einstein'ın yarattığı görelilik teorisini ele aldıkları gibi. Uzay, uzay ve zaman - tüm bu sorular her yaştan insanı ilgilendirmiştir ve görünüşe göre her zaman bizi ilgilendirecektir. Bunları tam olarak bilmek neredeyse imkansızdır. Uzay araştırmalarının tamamlanması pek olası değil.
