História diery, teória, typy, formovanie červov

A červí diera, V astrofyzike a kozmológii je to pasáž, ktorá spája dva body v tkanine s časom. Keď pád Apple inšpiroval teóriu gravitácie Izáka Newtona v roku 1687, červy, ktoré prepichli jablká, inšpirovali nové teórie, a to aj v rámci gravitácie.

Rovnako ako sa červovi podarí dosiahnuť ďalší bod na povrchu jabĺk cez tunel, otvory na červy času tvoria teoretické skratky, ktoré umožňujú cestovanie na vzdialené miesta vo vesmíre v kratšom čase.

Vesmírna diera Červová diera: Umelecká vízia. Zdroj: Pixabay.

Je to myšlienka, ktorá zachytila ​​a naďalej zachytáva fantáziu mnohých. Medzitým sa kozmológovia starajú o hľadanie spôsobov, ako overiť svoju existenciu. Ale na chvíle sú stále predmetom špekulácií.

Aby ste sa trochu bližšie k porozumeniu čerstvých dielcov, možnosti cestovania včas cez ne a rozdiely, ktoré existujú medzi otvormi červov a čiernymi otvormi, musíte sa nachádzať v koncepcii vesmírneho času.

[TOC]

Čo je priestorový čas?

Koncept vesmírneho času je úzko spojený s konceptom červej diery. Preto je potrebné najprv zistiť, čo je jej hlavná charakteristika a čo je.

Časový čas je miestom, kde sa každá z udalostí vyskytuje vo vesmíre. A vesmír je zase celý priestorový čas, schopný usporiadať všetky formy hmoty-energiu a ďalšie ..

Keď sa priateľ stretne s nevestou, je udalosť, ale táto udalosť má koordinuje: miesto stretnutia. A dočasná súradnica: rok, mesiac, deň a čas stretnutia.

Narodenie hviezdy alebo výbuch supernovy sú tiež udalosti, ktoré sa vyvíjajú v priestore.

Teraz, v oblasti masového voľného vesmíru a interakcií, je priestorový čas plochý. To znamená, že dva svetelné lúče, ktoré začínajú paralelne, pokračujú takto, pokiaľ zostanú v tomto regióne. Mimochodom, pre lúč svetla je večný.

Samozrejme, vesmírny čas nie je vždy plochý. Vesmír obsahuje objekty, ktoré majú hmotnosť, ktoré modifikujú časový čas a spôsobujú zakrivenie vesmíru v univerzálnom meradle.

Bol to sám Albert Einstein, ktorý si uvedomil, v čase inšpirácie, ktorú zavolal „Najšťastnejšia predstava o mojom živote“, že zrýchlený pozorovateľ je lokálne nerozoznateľný od iného, ​​ktorý je blízko masívneho objektu. Je to slávny princíp rovnocennosti.

A zrýchlený pozorovateľ krivuje vesmírny čas, to znamená, že euklidovská geometria prestáva byť platná. Preto v okolí masívneho objektu, ako je hviezda, planéta, galaxia, čierna diera alebo samotný vesmír, je časový čas zakrivený.

Toto zakrivenie vníma ľudské bytosti ako sil.

Gravitácia je taká záhadná ako sila, ktorá nás posúva dopredu, keď autobus, na ktorom cestujeme náhle, brzdí. Je to, akoby zrazu niečo neviditeľné, tmavé a masívne, na chvíľu, ktoré nás predložili a priťahovali nás, improvizovanie nás dopredu.

Planéty sa pohybujú elipticky okolo Slnka, pretože hmotnosť tohto vytvára depresiu na povrchovej ploche, vďaka ktorej planéty krivujú svoje trajektórie. Svetelný lúč tiež zakriví svoju trajektóriu po depresii časopriestorom, ktorý vyprodukuje slnko.

Tunely cez priestor - čas

Ak je časový čas zakriveným povrchom, v zásade nič nebráni, aby sa oblasť spojila s inou cez tunel. Cestovanie takýmto tunelom by znamenalo nielen meniace sa miesta, ale ponúka aj možnosť ísť do iného času.

Môže vám slúžiť: rovnomerne zrýchlený priamy pohyb: Charakteristiky, vzorce

Táto myšlienka inšpirovala mnoho filmov kníh, seriálov a sci -fi, vrátane slávnej americkej série šesťdesiatych rokov „Tunction of Time“ a nedávno „Deep Space 9“ franšízy Star Trek a medzihviezdneho filmu 2014 z roku 2014 2014.

Táto myšlienka prišla od samotného Einsteina, ktorý hľadal riešenia v oblasti všeobecnej relativity, ktorý sa našiel s Nathanom Rosenom teoretickým riešením, ktoré umožnilo spojenie dvoch rôznych oblastí vesmírneho času prostredníctvom tunela, ktorý fungoval ako skratka.

Toto riešenie je známe ako Einstein Bridge - Rosen a sa objavuje v diele uverejnenom v roku 1935.

Termín „Worm Hole“ sa však prvýkrát použil v roku 1957, vďaka teoretickým fyzikom Johnom Wheelerom a Charlesom Misnerom v publikácii toho roku. Predtým sa hovorilo o „jednom rozmerových skúmavkách“, ktoré sa týkali tej istej myšlienky.

Neskôr v roku 1980 Carl Sagan písal sci -fi román „Kontakt“, ktorého kniha bola neskôr vyrobená z filmu. Protagonista menom Elly, objavuje inteligentný mimozemský život vo vzdialenosti 25 tisíc svetelných rokov ďalej. Carl Sagan chcel, aby tam Elly cestoval, ale spôsobom, ktorý bol vedecky dôveryhodný.

Prehliadka 25 tisíc svetelných rokov nie je pre človeka ľahká úloha, pokiaľ sa nevyžaduje skratka. Čierna diera nemôže byť riešením, vzhľadom na to, že pri priblížení k singularite by diferenciálna gravitácia roztrhla loď a jej posádku.

Pri hľadaní iných možností Carl Sagan konzultoval jedného z hlavných odborníkov v čiernych dierach času: Kip Thorne, ktorý začal premýšľať o tejto záležitosti a uvedomil si, že riešením sú mosty Einstein-Rosen alebo červové otvory Wheelera.

Thorne si však tiež uvedomil, že matematické riešenie bolo nestabilné, to znamená, že tunel sa otvára, ale čoskoro škrti a zmizne.

Nestabilita červí diery

Je možné použiť červy na cestovanie na veľké vzdialenosti v priestore a čase?

Keďže boli navrhnuté, červí diery slúžili na mnohých pozemkoch sci -fi, aby vzali svojich protagonistov na vzdialené miesta a zažili paradoxy nelineárneho času.

Kip Thorne našiel dve možné riešenia problému nestability čerstvých dutín:

• Volaním Kvantová pena. Na Planck Scale (10^-35 m) Existujú kvantové výkyvy schopné spájať dve priestorové oblasti cez mikrotunnely. Veľmi pokročilá hypotetická civilizácia by mohla nájsť spôsob, ako rozšíriť pasáže a udržať im dostatok času na to, aby človek prešiel.
• Negatívna hmotnosť. Podľa výpočtov uverejnených v roku 1990 Thorne by bolo potrebné na udržanie koncov otvoru červovej diery otvorené obrovské množstvo tejto podivnej veci.

Pozoruhodné na tomto poslednom riešení je, že na rozdiel od čiernych dier neexistuje singularita ani kvantové javy a prechod ľudí by bol uskutočniteľný.

Týmto spôsobom by červové diery nielen umožňovali spojenie vzdialených oblastí vo vesmíre, ale aj časom sa oddelili. Preto sú stroje na cestovanie v čase.

Stephen Hawking, veľký odkaz na kozmológiu konca dvadsať.

Môže vám slúžiť: fyzika v stredoveku

To nezmenšovalo nálady iných výskumných pracovníkov, ktorí navrhli možnosť, že dve čierne diery v rôznych oblastiach vesmírneho času sú interne spojené červovou otvorom.

Aj keď by to nebolo praktické pre vesmírne výlety, pretože okrem utrpení, ktoré by priniesli jedinečnosť čiernej diery, by nebolo možné ísť von na druhom konci, pretože je to ďalšia čierna diera.

Rozdiely medzi čiernymi otvormi a čerstvami

Keď hovoríte o diere červov, okamžite tiež premýšľate o čiernych dierach.

Po vývoji a smrti hviezdy, ktorá má určitú kritickú hmotu, sa prirodzene formuje čierna diera.

Vznikne po tom, čo hviezda vyčerpá svoje jadrové palivo a začína sa nezvratne konať kvôli svojej vlastnej gravitačnej sile. Stále spôsobuje taký kolaps, že nič v nižšej vzdialenosti ako polomer horizontu udalosti môže uniknúť, dokonca ani svetlo.

V porovnaní s tým je červová diera výnimočný vzhľad, dôsledok hypotetickej anomálie v zakrivení priestoru času. Teoreticky je možné ich prejsť.

Ak by sa však niekto pokúsil prejsť čiernou dierom, intenzívnou gravitáciou a extrémnym žiarením v blízkom prostredí singularity by z neho urobila tenkú niť subatomických častíc.

Existujú nepriame a iba veľmi nedávne dôkazy o existencii čiernych dier. Spomedzi týchto dôkazov patrí emisia a detekcia gravitačných vĺn pre príťažlivosť a rotáciu dvoch kolosálnych čiernych dier, detegovaných observatóriom Ligo gravitačnej vlny.

Existujú dôkazy o tom, že v centre Veľkých galaxií, pretože naša Mliečna cesta je super masívna čierna diera.

Rýchla rotácia hviezd v blízkosti stredu, ako aj obrovské množstvo vysokofrekvenčného žiarenia, ktoré odtiaľ vychádza, sú nepriamym dôkazom, že existuje obrovská čierna diera, ktorá vysvetľuje prítomnosť týchto javov.

Sotva 10. apríla 2019 sa na svete ukázala prvá fotografia supermasívnej čiernej diery (7000 miliónov násobku Mass of the Sun), ktorá sa nachádza vo veľmi vzdialenej galaxii: Messier 87 v súhvezdí Panny, 55. milión svetelných rokov zeme.

Táto fotografia čiernej diery bola možná vďaka svetovej sieti ďalekohľadov s názvom „Teleskop Horizon Event Horizon“, s účasťou viac ako 200 vedcov na celom svete.

Z čerstvých diel. Vedci boli schopní detegovať a monitorovať čiernu dieru, avšak to isté nebolo možné s červami.

Preto sú to hypotetické objekty, aj keď teoreticky uskutočniteľné, ako v čase, že boli tiež čiernymi otvormi.

Rozmanitosť/typy červí diery

Aj keď ešte neboli zistení, alebo možno presne kvôli tomu, predstavovali sa rôzne možnosti červí diery. Všetky sú teoreticky uskutočniteľné, pretože Einsteinove rovnice pre všeobecnú relativitu uspokojujú. Sú tu nejaké:

• Čerky, ktoré spájajú dve priestorové oblasti rovnakého vesmíru.
• Červové diery schopné spojiť vesmír s iným vesmírom.
• Einstein-Rosen Bridges, v ktorých sa záležitosť mohla presunúť z jedného otvorenia na druhý. Aj keď by tento priechod hmoty spôsobil nestabilitu, zrútenie tunela na sebe.
• Červový otvor Kip Thorne, s sférickým kascarom negatívnej hmoty. Je stabilný a posuvný v oboch smeroch.
• Tak -alovaný otvor Schwarzschild Worm, pozostávajúca z dvoch pripojených čiernych otvorov. Nie sú k dispozícii, pretože hmota a svetlo sú uväznené medzi oboma extrémami.
• Čerky s nakladaním a/alebo rotáciou alebo Kerr, pozostávajúcim z dvoch vnútorne spojených čiernych otvorov, prekrížených jedným smerom.
• Kvantová penová pena, ktorej existencia je teoretizovaná na subatomickej úrovni. Pena sa skladá z vysoko nestabilných subatomických tunelov, ktoré spájajú rôzne oblasti. Na ich stabilizáciu by sa vyžadovalo vytvorenie plazmy kvarkov a gluónov, čo by si vyžadovalo takmer nekonečné množstvo energie na jej výrobu.
• Nedávno, vďaka teórii strún, teoretizovala červové diery, ktoré udržiavajú kozmické laná.
• Čierne a potom oddelené čierne diery, z ktorých vzniká diera v priestore, alebo most Einstein-Rosen, ktorý zostáva zjednotený gravitáciou. Toto je teoretické riešenie, ktoré navrhli v septembri 2013 fyzici Juan Maldacena a Leonard Susskind. 

Môže vám slúžiť: anodické lúče

Všetky sú úplne možné, pretože nie sú v rozpore s Einsteinovými rovnicami všeobecnej relativity.

Je možné jedného dňa vidieť červy?

Po dlhú dobu boli čierne diery teoretické riešenia Einsteinových rovníc. Samotný Einstein spochybnil možnosť, že by ich mohlo kedykoľvek odhaliť ľudstvo.

Albert Einstein (1879-1955), autor teórie relativity. Zdroj: Pixabay.

Takže dlho zostali čierne diery ako teoretická predpoveď, kým sa nenašli a nenašli. Vedci majú rovnakú nádej týkajúcu sa červových dielcov.

Je veľmi možné, že sú tiež tam, ale ešte sa nenaučilo ich lokalizovať. Aj keď podľa veľmi nedávnej publikácie by čerstvé diery zanechali stopy a tiene pozorovateľné aj pri ďalekohľadoch.

Predpokladá sa, že fotóny sa pohybujú okolo červovej diery generujúce ľahký prsteň. Najbližšie fotóny padajú dovnútra a zanechávajú za tieňom, ktorý im umožní odlíšiť ich od čiernych dier.

Podľa Rajibula Shaikha, fyzik Tata Institute pre základný výskum Bombaja v Indii, by typ rotačnej červovej diery vytvoril väčší a väčší tieň ako v čiernej diere.

Shaikh vo svojej práci študoval teoretické tiene vyčnievajúce určitým druhom rotujúcich červí diery, ktoré sa zameriavajú na rozhodujúci papier krku diery na vytvorenie tieňa fotónov, ktorý ho umožňuje identifikovať a odlíšiť ho od čiernej diery.

Shaikh tiež analyzoval závislosť tieňa otočením otvoru červov a tiež ho porovnal s tieňom, ktorý vyčnieva čiernu rotujúcu dieru Kerra, a nachádza významné rozdiely. Je to úplne teoretická práca.

Okrem toho, na chvíľu zostávajú červové diery ako matematické abstrakcie, ale je možné, že niektorí budú môcť vidieť nejaké. Čo je na druhom konci, v súčasnosti je stále predmetom dohadu. 

Odkazy

1. Kvantové zábavy peudes, aby vznikli gravitácii. Prevzaté z ScienceAldia.com
2. Progress of Physics, zv. 61, vydanie september 2013, strany 781 -811
3. Červí diera. Prevzaté z Wikipédie.orgán
4. Vesmírny čas. Prevzaté z Wikipédie.orgán.
5. David Nield (2018). Crazy New Paper naznačuje, že červové diery vrhajú tiene, ktoré sme mohli ľahko vidieť s ďalekohľadmi. Prevzatý z ScienceAlelert.com