Довжина кротової нори у просторі. Кротові нори: що це – міф, брама в інші світи чи математична абстракція? Зв'язок між кротовими норами та чорними дірками

Кротова нора або червоточина - це гіпотетична топологічна особливість простору-часу, що є "тунелем" у просторі в кожний момент часу (просторово-часовий тунель). Тим самим кротова норадозволяє переміщатися у просторі та часі. Області, які пов'язує кротова нора, можуть бути області єдиного простору або бути повністю роз'єднаними. У другому випадку кротова нора є єдиною сполучною ланкою двох областей. Перший вид кротових нір часто називають "внутрішньовими", а другий вид "міжсвітовими".

Як відомо, Загальна теорія відносності забороняє переміщення у Всесвіті зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. З іншого боку, ВТО допускає існування просторово-часових тунелів, але при цьому необхідно, щоб тунель був заповнений екзотичною матерією з негативною щільністю енергії, що створює сильне гравітаційне відштовхування і перешкоджає схлопуванню тунелю.

До подібних частинок екзотичної матерії найчастіше відносять тахіони. Тахіони – це гіпотетичні частки, які рухаються швидше за швидкість світла. Для того, щоб такі частки не порушували ОТО, передбачається, що маса тахіонів є негативною.

На даний час немає достовірних експериментальних підтвердженьіснування тахіонів в лабораторних експериментівчи астрономічних спостереженнях. Фізики можуть похвалитися лише "псевдонегативною" масою електронів і атомів, які отримують при високій щільності електричних полів, особливої ​​поляризації лазерних променів або наднизьких температурах. В останньому випадку експерименти проводилися з конденсатом Бозе - Ейнштейна, агрегатним станом речовини, основу якого складають бозони, охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля (менше за мільйонну частку кельвіна). У такому сильно охолодженому стані достатньо велике числоатомів виявляється у своїх мінімально можливих квантових станах і квантові ефекти починають проявлятися на макроскопічному рівні. За отримання конденсату Бозе-Ейншейна у 2001 році було вручено Нобелівську премію з фізики.

Втім, ряд фахівців припускають, що тахіонами можуть бути . Ці елементарні частинки мають ненульову масу, що було доведено за допомогою виявлення нейтринних осциляцій. Останнє відкриття навіть удостоїлося Нобелівської преміїз фізики за 2015 рік. З іншого боку, точне значення маси нейтрино досі визначити не вдалося. Ряд експериментів з вимірювання швидкості нейтрино показали, що їхня швидкість може трохи перевищувати швидкість світла. Ці дані постійно піддаються сумніву, але у 2014 році вийшла Нова роботаз цього приводу.

Теорія струн

Паралельно деякі теоретики припускають, що у ранньому Всесвіті могли сформуватися особливі освіти(космічні струни) із негативною масою. Довжина реліктових космічних струн може досягати як мінімум кілька десятків парсек при товщині менше діаметра атома при середній щільності 1022 грам на см 3 . Існує кілька робіт про те, що подібні утворення спостерігалися у подіях гравітаційного лінзування світла далеких квазарів. У цілому нині є найімовірнішим кандидатом на “теорію всього“ чи єдину теорію поля, яка об'єднує теорію відносності і квантову теорію поля. Згідно з нею всі елементарні частинки являють собою нитки енергії, що коливаються, довжиною близько 10 -33 метра, що порівняно з (мінімальним можливим розміром об'єкта у Всесвіті).

Теорія єдиного поля передбачає, що у просторово-часових вимірах існують осередки з мінімальною довжиною та часом. Мінімальна довжина має дорівнювати планківській довжині (приблизно 1,6·10 −35 метрів).

У той же час спостереження віддалених гамма-сплесків говорять про те, що якщо зернистість простору існує, то розмір цих зерен не більше 10-48 метрів. Крім того, не зміг підтвердити деякі наслідки теорії струн, що стало серйозним аргументом помилковості цієї фундаментальної теорії сучасної фізики.

Потенційно великим значенням на шляху до створення єдиної теорії поля та просторово-часових тунелів є виявлення у 2014 році теоретичного зв'язкуміж квантовою заплутаністю та кротовими норами. У новій теоретичній роботі було показано, що створення просторово-часового тунелю можливе не лише між двома масивними чорними дірками, а й між двома квантово заплутаними кварками.

Квантова заплутаність - це явище в квантовій механіці, при якому квантові стани двох або більшої кількості об'єктів виявляються взаємозалежними. Така взаємозалежність зберігається, навіть якщо ці об'єкти рознесені у просторі межі будь-яких відомих взаємодій. Вимірювання параметра однієї частки призводить до миттєвого (вище швидкості світла) припинення заплутаного стану іншої, що знаходиться в логічному протиріччі з принципом локальності (при цьому теорія відносності не порушується та інформація не передається).

Крістан Дженсен з університету Вікторії (Канада) та Андреас Карч з університету Вашингтона (США), описали квантово заплутану пару, що складається з кварка та антикварка, які мчать геть один від одного з навколосвітловими швидкостями, що унеможливлює передачу сигналів від одного до іншого. Дослідники вважають, що тривимірне простір, у якому рухаються кварки — це гіпотетична грань чотиривимірного світу. У 3D-просторі квантово заплутані частинки з'єднані своєрідною «струною». А у 4D-просторі ця «струна» стає кротовою норою.

Джуліан Соннер з Массачусетського технологічного інституту(США) представив квантово-заплутану пару кварк-антикварк, що народжується у сильному електричному полі, яке розлучає протилежно заряджені частинки, змушуючи їх прискорено рухатися у різних напрямках. Соннер також дійшов висновку, що частинки, квантово заплутані в тривимірному просторі, будуть з'єднані норою кроти в чотиривимірному просторі. При розрахунках фізики використовували так званий голографічний принцип — концепцію, за якою вся фізика n-мірного світу повною мірою відбивається з його «гранях» з кількістю вимірів (n-1). При такому "проектуванні" квантова теорія, що враховує ефекти гравітації в чотиривимірному просторі, еквівалентна квантової теорії "без гравітації" в тривимірному. Іншими словами, чорні дірки у 4D-просторі та кротова нора між ними математично еквівалентні їхній тривимірній голографічній проекції.

Перспективи гравітаційно-хвильової та нейтринної астрономії

Найбільшими перспективами у вивченні властивостей матерії на самому мікроскопічному та високоенергетичному рівні для кращого розуміння квантової гравітації має гравітаційно-хвильова та нейтринна астрономія за рахунок того, що вона вивчає хвилі та частинки з найбільшою проникною здатністю. Так якщо мікрохвильове реліктове випромінювання Всесвіту утворилося через 380 тисяч років після того, то реліктові нейтрино в перші кілька секунд, а реліктові гравітаційні хвилі всього через 10 -32 секунд! Крім того, великі перспективи мають реєстрацію подібних випромінювань і частинок з чорних дірок або у катастрофічних подій (злиття і колапсів масивних зірок).

З іншого боку, активно розвиваються традиційні астрометричні обсерваторії, які зараз охоплюють весь електромагнітний спектр. Подібні обсерваторії можуть виявити несподівані об'єкти або явища в ранньому Всесвіті (перші міжзоряні хмари, і ), у випадках або під час спостережень екстремальних об'єктів (чорних дірок та нейтронних зірок). Астрономія продовжує бути найефективнішим напрямом сучасної фізики, оскільки здатна вивчати матерію в екстремальних умовах, які доступні в земних лабораторіях і прискорювачах. Зокрема, астрономічні спостереження в електромагнітному діапазоні призвели до відкриття загадкової темної матерії та енергії, які на даний момент не здатна описати Стандартна модель (сучасна фізична теорія, що описує електромагнітну, слабку і сильну взаємодію всіх відомих елементарних частинок). Іншими прикладами важливості астрономічних спостережень історія фізики є відкриття аномального руху , астрометричного зміщення світла зірок поруч із диском , а як і подвійних нейтронних зірок. Ці відкриття стали мотивом для створення та перевірки теорії відносності, а також дозволили передбачити існування.

Просторово-часові тунелі або кротові нори є у науковій фантастиці найпопулярнішим способом переміщення до інших зірок. Можна назвати найбільш популярні фільми на цю тему: "Інтерстелар" (2014), "Контакт" (1997), "Крізь горизонт" (1997), франшиза " Зоряні війни” (1977-2017 роки). Першим почав широко використовувати терміни "чорна діра" та "кротова діра" американський фізик Джон Вілер (1911-2008 роки). Радянсько-російський радіоастроном Микола Кардашев першим висунув ідею, що чорні дірки у центрах галактик є входами у кротові нори.

Як стверджують вчені, космос є певним осередком всіляких тунелів, які ведуть інші світи і навіть у інший простір. І, швидше за все, з'явилися вони разом із народженням нашого Всесвіту.

Називають ці тунелі кротовими норами. Але їхня природа, звичайно ж, відрізняється від тієї, яка спостерігається у чорних дірок. З небесних дірок повернення немає. Вважається, що, потрапивши в чорну дірку, пропадеш на віки. А от опинившись в «кротовій норі» можна не тільки благополучно повернутися, а навіть потрапити в минуле або майбутнє.

Однією з головних своїх завдань – вивчення кротових нір – вважає і сучасна наукаастрономія. На початку вивчення їх вважали чимось нереальним, фантастичним, але виявилося, що вони насправді існують. За своєю природою вони складаються з тієї самої «темної енергії», якої наповнені 2/3 всіх існуючих Всесвітів. Це вакуум, що має негативний тиск. Найбільше таких місць знаходиться ближче до центральної частини галактик.

А що буде, якщо створити найпотужніший телескоп і зазирнути прямо всередину кротової нори? Можливо, ми зможемо помітити відблиски майбутнього чи минулого?

Цікаво, що у чорних дірок неймовірно виражена гравітація, у її полі навіть відбувається викривлення світлового променя. Ще на початку минулого століття австрійський фізик на ім'я Фламм висловив гіпотезу, що просторова геометрія існує і вона подібна до нори, що з'єднує між собою світи! А потім і інші вчені з'ясували, що в результаті створюється просторова структура схожа на міст, який здатний поєднувати два різних всесвіти. Ось їх і почали називати кротовими норами.

Силові електричні лінії входять у цю нору з одного боку, а вже з іншого, тобто. практично ніде не закінчуючись і не починаючись. Сьогодні вчені працюють над тим, щоб виявити входи в кротові нори. Для того щоб розглянути всі ці об'єкти поблизу потрібно спорудити суперпотужні телескопічні системи. Найближчими роками такі системи будуть запущені і тоді дослідники зможуть розглянути недоступні раніше об'єкти.

Всі ці програми розраховані не тільки на вивчення кротових або чорних дірок, але і для інших корисних місій. Останні відкриття квантової гравітації доводять, що саме через ці «просторові» дірки гіпотетично можливо переміщуються не лише у просторі, а й у часі.

на навколоземної орбітизнаходиться екзотичний об'єкт "внутрішньосвітова кротова нора". Одна з горловин кротової нори знаходиться поряд із Землею. Горловина або зоб кротової нори закріплений у топографії гравітаційного поля - не наближається до нашої планети і не віддаляється від неї, крім того, обертається разом із Землею. Виглядає горловина як зав'язані світові лінії, подібно до "кінця ковбаси, перев'язаної джгутом". Люмінескує. Перебуваючи за кілька десятків метрів і далі, горловина має радіальні розміри близько десяти метрів. Але з кожним наближенням до входу в горловину кротової нори розміри горловини нелінійно збільшуються. Нарешті, поруч із дверима горловини, обернувшись назад, ні побачиш ні зірок, ні яскравого сонця, ні блакитної планети Земля. Одна темрява. Це говорить про порушення лінійності простору та часу перед входом у кротову нору.

Цікаво відзначити, що ще 1898 року доктор Георг Вальтемас із Гамбурга оголосив про відкриття кількох додаткових супутників Землі, Ліліт чи Чорні Місяця. Супутник виявити не вдалося, але, за вказівками Вальтемаса, астролог Сефаріал розрахував «ефемериди» цього об'єкта. Він стверджував, що об'єкт настільки чорний, що його неможливо побачити, крім часу протистояння або перетину об'єктом сонячного диска. Сефаріал також стверджував, що Чорний Місяць має таку ж масу, як і звичайний (що неможливо, оскільки обурення руху Землі при цьому неважко було б виявити). Іншими словами, метод виявлення кротової нори поблизу Землі, з використанням сучасних засобів астрономії, є прийнятним.

У люмінесценції горловини кротової нори особливо виділяється світіння з боку чотирьох малих об'єктів, що нагадують короткі волоски і входять до топографії гравітації, які за призначенням можна назвати важелями управління кротової нори. Спроба фізично впливати на волоски, як, наприклад, рукою посунути важіль коробки зчеплення автомашини, у дослідженнях не має результату. Для відкриття кротової нори використовуються психокінічні здібності людського організму, які, на відміну фізичної дії руки, дозволяють впливати на об'єкти топографії простору-часу. Кожна волосинка пов'язана зі струною, яка тягнеться всередині кротової нори до іншого кінця горловини. Впливаючи на волосок, струни народжують ефірну вібрацію всередині кротової нори, і при звуковій комбінації "Ааумм", "Ааум", "Ааум" та "Аллаа" горловина відкривається.

Це резонансна частота, яка відповідає звуковому коду Метагалактики. Увійшовши всередину кротової нори, можна побачити, що чотири струни закріплені на стінці тунелю; діаметр має розмір близько 20 метрів (найвірогідніше в тунелі кротової нори просторово-тимчасові розміри нелінійні і неоднорідні; тому певна довжина не має підстави); матерія стін тунелю нагадує розпечену магму, його речовина має фантастичні властивості. Для відкриття горловини кротової нори та входу у світобудову з іншого кінця є кілька способів. Головний з них природний та пов'язаний зі структурою входу струн у джгут топографії просторово-часових ліній горловини кротової нори. Це короткі важелі, при налаштуванні яких звуковий тон "жжаумм", відкривається кротова нора.

Жаум - це світ титанів. Розумні створення цього буття в мільярди разів більші і простягаються на відстань по порядку величини, як від Сонця до Землі. Спостерігаючи за навколишніми явищами, людина відкриває, що вона за розміром порівняна з нанооб'єктами цього світу, на кшталт атомів, молекул, вірусів. Тільки ви відрізняєтеся від них дуже розумною формою існування. Проте спостереження будуть недовгими. Вас знайде розумне створення цього світу (той титан) і під загрозою вашого знищення вимагатиме пояснення ваших дій. Проблема полягає в несанкціонованому проникненні однієї форми ефірної вібрації в іншу, в даному випадку коливань "ааумм" у "жжаумм". Справа в тому, що ефірні коливання визначає світові константи. Будь-яка зміна ефірного коливання світобудови призводить до його фізичної дестабілізації. При цьому змінюється і психокосмос, причому цей фактор має серйозніші наслідки, ніж фізичний.

Наш Всесвіт. В одному з шупалець знаходиться наша Галактика, яка включає 100 млрд зірок і нашу планету Земля. Кожне шупальце Всесвіту має власний набір світових констант. Тонкі нитки позначають кротові нори.

Використання природних кротових нір для освоєння космічних просторів дуже привабливе. Це не лише можливість відвідування найближчого світобудови та отримання найдивовижніших знань, а також багатств для життєдіяльності цивілізації. Це ще й така можливість. Перебуваючи в каналі кротової нори, всередині тунелю, що зв'язує два світобудови, існує реальна можливістьрадіального виходу з тунелю, при цьому можна опинитися у зовнішньому середовищі поза Всесвітом або материнською матерією Предтечі. Тут інші закони форм існування та руху матерії. Одне полягає в миттєвих швидкостях переміщення порівняно зі світловими. Це подібно до того, як у тваринному організмі кисень, окислювач, переноситься з деякою постійною швидкістю, значення якого не більше сантиметра за секунду. А у зовнішньому середовищі молекула кисню вільна і має швидкості сотні та тисячі метрів за секунду (на 4-5 порядків вище). Дослідники можуть неймовірно швидко опинитися в будь-якій точці поверхні простору-часу Всесвіту. Далі пройти через "шкіру" Всесвіту і опинитися в якомусь із її світобудов. Причому з використанням тих же кротових нір можна глибоко проникають усередину світобудов Всесвіту, минаючи її кордон. Іншими словами, кротові нори – це просторово-часові тунелі, знання яких дозволяє значно скоротити час польоту до будь-якої точки Всесвіту. При цьому виходячи з тіла Всесвіту використовують надсвітлові швидкості материнської форми матерії, і потім знову входять у тіло Всесвіту.

У будь-якому випадку, існування кротових нір передбачає надзвичайно активне використання їх космічними цивілізаціями. Використання може бути невмілим і призводити до місцевого порушення світового фону ефіру. А може бути свідомо спрямованим на зміну набору світових констант. Справа в тому, що одна з властивостей кротових нір - це резонансний відгук не тільки на ефірний код справжньої світової вібрації, але також і на набір кодів, що відповідає минулим епохам. (Світобудови за час існування Всесвіту пробігли якийсь набір епох, яким суворо відповідав певний набір світових констант і, відповідно, певний ефірний код). При такому доступі з тунелю кротової нори поширюється інша ефірна вібрації, спочатку вона поширюється на місцеву планетну систему, далі зоряне, потім галактичне середовище, змінюючи саму суть світобудови: розриваючи реальні форми взаємодії матерії та замінюючи їх на інші. Все буття справжньої доби, як трикотажна тканина, рветься в ефірній кататонії.

Чорний Місяць – в астрології абстрактний геометрична точкамісячної орбіти (її апогей), також її називають Ліліт на ім'я міфічної першої дружини Адама; у самій давній культурі, шумерської, сльози Ліліт дарують життя, та її поцілунки приносять смерть... У сучасній культурі - вплив Чорного Місяця означає прояви зла, впливає підсвідомість людини, посилюючи найнеприємніші і приховані потяги.

Чому деякими представниками вищого розуму провадиться такий вид діяльності, пов'язаний із руйнуванням основ одного буття та заміною іншим? Відповідь це питання пов'язані з іншою темою дослідження: із існуванням як вселенських форм свідомості, а й тих, які були породжені поза Всесвіту. Остання ж (Всесвіт), подібно до маленького живого організму, що знаходиться у водах безкрайнього океану, ім'я якому Предтечі.

Досі функції охорони кротової нори поблизу Землі виконували найближчі цивілізації, які оточували землян. Однак, людство виросло у психофізичних умовах із значним коливанням значень світових констант. Воно набуло внутрішнього духовного, фізичного та душевного імунітету на зміну коливань світового ефірного поля. З цієї причини, у полі функціонування земного просторово-часового тунелю земний універсумус найвищою мірою пристосований до несподіваних ситуацій – від випадкових, несанкціонованих, аварійних, пов'язаних із проникненням чужорідних форм життя та зміною світового ефірного поля. Саме тому майбутній світопорядок пов'язаний з тим, що земна цивілізація виконуватиме роль атланта неба, вона даватиме санкції або відхилятиме прохання на використання кротової нори поблизу планети Земля космічними цивілізаціями. Земна цивілізація - це ніби клітина фагоцита в тілі Всесвіту, що пропускає клітини власного організму і знищує чужорідні. Безперечно, через земну цивілізацію потече неймовірно висока строкатість представників світових цивілізацій. У кожного з них будуть цілі та завдання. І людству доведеться глибоко розумітися на вимогах неземлян. Важливим кроком для землян буде вступ у союз космічних цивілізацій, контакти з інопланетним розумом та ухвалення кодексу поведінки космічної цивілізації.

Сучасна наука про кротові нори.
Кротова нора, також «кротовина» чи «червоточина» (останнє є дослівним перекладом англ. wormhole) - гіпотетична топологічна особливість простору-часу, що у кожний момент часу «тунель» у просторі. Область поблизу найвужчої ділянки кротовини називається «горловиною».

Кротові нори поділяються на «внутрішньосвітові» (англ. intra-universe) і «міжсвітові» (англ. inter-universe), залежно від того, чи можна з'єднати її входи кривою, яка не перетинає горловину (на малюнку зображено внутрішньосвітову кротову нору).

Розрізняють також прохідні (англ. traversable) та непрохідні кротовини. До останніх відносяться ті тунелі, які колапсують занадто швидко для того, щоб спостерігач або сигнал (мають швидкість не вище світлової) встигли дістатися одного входу до іншого. Класичний приклад непрохідної кротовини – простір Шварцшильда, а прохідної – кротовини Морріса-Торна.

Схематичне зображення «внутрішньовій» кротової нори для двовимірного простору

Загальна теорія відносності (ОТО) не заперечує існування таких тунелів (хоч і не підтверджує). Для існування прохідної кротової нори необхідно, щоб вона була заповнена екзотичною матерією, що створює сильне гравітаційне відштовхування та перешкоджає схлопування нори. Рішення типу кротових нір з'являються у різних випадках квантової гравітації, хоча до вивчення питання ще дуже далеко.
Прохідна внутрішньосвітова кротова нора дає гіпотетичну можливість подорожей у часі, якщо, наприклад, одне із її входів рухається щодо іншого, або якщо він перебуває у сильному гравітаційному полі, де протягом часу уповільнюється.

Додаткові матеріали про гіпотетичні об'єкти та астрономічні дослідження поблизу орбіти Землі:

У 1846 році Фредерік Петі (Frederic Petit) директор Тулузької заявив, що відкритий другий супутник Землі. Його помітили два спостерігачі в Тулузі [Лебон (Lebon) і Дассієр (Dassier)] та третій - Ларів'єр (Lariviere) в Артенаку (Artenac) рано ввечері 21 березня 1846 року. Згідно з розрахунками Петі, його орбіта була еліптичною з періодом 2 години 44 хвилини 59 секунд, з апогею на відстані 3570 км над поверхнею Землі, а перигеєм лише на 11.4 км! Ле Веррі (Le Verrier), який також був присутній на доповіді, заперечив, що необхідно брати до уваги опір повітря, що ніхто в ті часи ще не робив. Петі постійно переслідувала ідея про другий супутник Землі і 15 роками пізніше він оголосив, що він зробив розрахунки руху маленького супутника Землі, який є причиною деяких (непояснених тоді) особливостей у русі нашого основного Місяця. Астрономи зазвичай ігнорують подібні заяви, і ця ідея була б забута, якби молодий французький письменник, Жуль Верн, не прочитав резюме. У романі Ж.Верна "З гармати на Місяць", фігурує використовує маленький об'єкт, що наближається близько до капсули для подорожей по космічному простору, через що вона облетіла навколо Місяця, а не врізалася в неї: "Це", сказав Барбікен, "простий , Але величезний метеорит, утримуваний як супутник тяжінням Землі.

"Це можливо?", Вигукнув Мішель Ардан, "Земля має два супутники?"

"Так, мій друже, вона має два супутники, хоча зазвичай вважається, що в неї є тільки один. Але цей другий супутник настільки малий і його швидкість настільки велика, що жителі Землі не можуть його бачити. Всі були вражені, коли французький астроном, мсьє Петі, зміг виявити існування другого супутника і порахувати його орбіту. Згідно з ним, повний оберт навколо Землі займає три години і двадцять хвилин.

"А чи всі астрономи допускають існування цього супутника?", запитав Ніколь

"Ні", відповів Барбікен, "але якби вони, як ми, його зустріли, то вони б більше не сумнівалися. . . . Але це дає нам можливість визначити наше становище у просторі. . . відстань до нього відома і ми були, отже, на відстані 7480 км над поверхнею Земної кулі, коли зустріли супутник. Жюля Верна читали мільйони людей, але до 1942 року ніхто не помітив протиріч у цьому тексті:

1. Супутник на висоті 7480 км над поверхнею Землі повинен мати період обігу 4 години 48 хвилин, а не 3 години 20 хвилин

2. Оскільки він був видно через вікно, через яке було видно і Місяць і оскільки обидва вони наближалися, він мав би бути ретроградний рух. Це важливе зауваження, про яке Жюль Верн не згадує.

3. У будь-якому випадку супутник повинен бути у затемненні (Землею) і тому не бачимо. Металевий снаряд мав перебувати у тіні Землі ще деякий час.

Доктор Р.С.Річардсон (R.S.Richardson) з обсерваторії Маунт Вілсон спробував у 1952 році чисельно оцінити ексцентричність орбіти цього супутника: висота перигею вийшла рівною 5010 км, а апогею - 7480 км над поверхнею Землі.

Тим не менш, Жюль Верновський другий супутник Петі ( французькою Petit - маленький) відомий у всьому світі. Астрономи-аматори дійшли висновку, що це була хороша можливість здобути славу - хтось відкрив цей другий супутник міг би вписати своє ім'я в наукові хроніки.

Жодна з великих обсерваторій не займалася колись проблемою другого супутника Землі або якщо займалися, то тримали це таємно. Німецькі астрономи-аматори переслідувалися за те, що вони назвали Kleinchen ("little bit", "трошки") - звичайно вони ніколи не знаходили Kleinchen.

В.Х.Пікерінг (WH Pickering) звернув свою увагу на теорію об'єкта: якщо супутник обертався на висоті 320 км над поверхнею і якщо його діаметр 0.3 метра то при тій самій відбивній здатності, що і у Місяця, він повинен був бути видно на 3 -дюймовий телескоп. Триметровий супутник має бути бачити неозброєним оком як об'єкт 5-ї зіркової величини. Хоча Пікерінг не шукав об'єкт Петі, він продовжував дослідження, пов'язані з другим супутником - супутником нашого Місяця (його робота в журналі "Популярна Астрономія" за 1903 називалася "Про фотографічний пошук супутника Місяця"). Результати були негативними і Пікерінг зробив висновок, що будь-який супутник нашого Місяця має бути за розміром менше 3 метрів.

Стаття Пікерінга про можливість існування крихітного другого супутника Землі, "Метеоритний супутник", представлена ​​в журналі "Популярна Астрономія" в 1922 році, стала причиною іншого короткого сплеску активності серед астрономів-аматорів. Прозвучала віртуальна заклик: "3-5-дюймовий телескоп зі слабким окуляром був би чудовим засобом знайти супутник. Це шанс прославитися для астронома-аматора". Але знову, всі пошуки виявилися безплідними.

Початкова ідея була в тому, що гравітаційне поле другого супутника має пояснити незрозуміле незначне відхилення від руху нашого великого Місяця. Це означало, що об'єкт повинен бути принаймні кілька миль завбільшки - але якби такий великий другий супутник справді існував, він мав бути видно ще Вавилонянами. Навіть якщо він був надто маленьким, щоб бути видимим як диск, його відносна близькість до Землі мала зробити рух супутника швидшим і, отже, помітнішим (як у наш час помітні штучні супутники чи літаки). З іншого боку, ніхто особливо не цікавився "супутничками", які надто малі, щоб бути помітними.

Було ще одне припущення про додатковий природний супутник Землі. В 1898 доктор Георг Вальтемас (Georg Waltemath) з Гамбурга заявив, що відкрив не просто другий місяць, а цілу систему крихітних супутників. Вальтемас представив орбітальні елементи одного з цих супутників: відстань від Землі 1.03 мільйон км, діаметр 700 км, орбітальний період 119 днів, синодичний період 177 днів. "Іноді", каже Вальтемас, "він світить уночі як Сонце". Він вважав, що саме цей супутник бачив Л.Грілі (Lieut Greely) у Гренландії 24 жовтня 1881, через десять днів після того, як Сонце зайшло і настала полярна ніч. Особливий інтерес публіки викликало передбачення, що цей супутник пройде диском Сонця 2-го, 3-го чи 4-го лютого 1898 року. 4 лютого 12 людей з пошти з Гріфсвальда (Greifswald) (директор пошти пан Цигель, члени його сім'ї та поштові службовці) спостерігали Сонце неозброєним оком, без будь-якого зашиті від сліпучого блиску. Легко собі уявити всю безглуздість подібної ситуації: важливо пруссак, що виглядає, цивільний службовець, вказуючи в небо через вікно свого офісу, читав вголос своїм підлеглим передбачення Вальтемаса. Коли ці свідки давали інтерв'ю, вони сказали, що темний об'єкт діаметром в одну п'яту діаметра Сонця перетинав його диск з 1:10 до 2:10 за Берлінським часом. Незабаром було доведено помилковість цього спостереження, оскільки протягом цієї години Сонце було ретельно досліджено двома досвідченими астрономами В.Вінклером (W.Winkler) із Єни та бароном Іво фон Бенком (Ivo von Benko) із Пола, Австрія. Вони обидва доповіли, що на сонячному диску були лише звичайні сонячні плями. Але невдача цих і наступних передбачень не збентежила Вальтемаса і він продовжував робити прогнози та вимагати їх перевірки. Астрономи тих років сильно дратувалися, коли їм знову і знову ставили улюблене запитання допитливої ​​публіки: "А, до речі, що там щодо нового місяця?" Але за цю ідею схопилися астрологи - в 1918 астролог Сефаріал (Sepharial) назвав цей місяць Ліліт. Він казав, що вона досить чорна, щоб залишатися невидимою весь час і може бути виявлена ​​лише при протистоянні або коли вона перетинає сонячний диск. Сефаріал розрахував ефемериди Ліліт, ґрунтуючись на оголошених Вальтемас спостереженнях. Він стверджував також, що Ліліт має приблизно таку ж масу, як і Місяць, очевидно, щасливо не підозрюючи, що навіть невидимий супутник такої маси повинен викликати обурення руху Землі. І навіть у наші дні "темний місяць" Ліліт використовується деякими астрологами в їхніх гороскопах.

Іноді від спостерігачів з'являються повідомлення про інші "додаткові місяці". Так німецький астрономічний журнал "Die Sterne" ("Зірка") повідомив про спостереження німецьким астрономом-аматором В.Спіллом (W.Spill) другого супутника Місяця, який перетинав диск Місяця 24-го травня 1926 року.

Приблизно в 1950 році, коли, всерйоз почали обговорювати запуски штучних супутників, їх представляли у вигляді верхньої частини багатоступінчастої ракети, в якій не буде навіть радіопередавача і за якою стежитимуть за допомогою радара із Землі. У такому разі група маленьких близьких природних супутників Землі мала стати перешкодою, що відбиває промені радарів під час відстеження штучних супутників. Метод пошуку таких природних супутників розробили Клайдом Томбо (Clyde Tombaugh). Спочатку обчислюється рух супутника на висоті близько 5000 км. Потім платформа з фотокамерами налаштовується так, щоб сканувати небо з такою швидкістю. Зірки, планети та інші об'єкти на фотографіях, знятих цією камерою, будуть малювати лінії, і тільки супутники, що летять на правильній висотівиглядатимуть точками. Якщо супутник рухається на дещо іншій висоті, він буде зображений короткою рисою.

Спостереження розпочалися 1953 року в обсерваторії ім. Ловелла і фактично "проникли" на незвідані наукові території: за винятком німців, які шукали "Кляйнчен" (Kleinchen), ніхто раніше не приділяв стільки уваги космічному простору між Землею та Місяцем! До 1954 року щотижневі журнали та щоденні газети з високою репутацією заявляли, що пошуки почали давати свої перші результати: один маленький природний супутник знайдено на висоті 700 км, інший на висоті 1000 км. Навіть наводилася відповідь одного з основних розробників цієї програми на запитання: "Чи впевнений він, що вони природні?" Ніхто точно не знає, звідки бралися ці повідомлення, адже пошуки були повністю негативними. Коли були запущені перші штучні супутники у 1957 та 1958 роках, ці камери швидко виявили їх (замість природних).

Хоча це звучить досить дивно, але негативний результат цього пошуку не означає, що Земля має лише один природний супутник. У неї може з'явитись дуже близький супутник на короткий час. Астероїди, що проходять поряд із Землею метеороїди і проходять через верхні шари атмосфери, можуть зменшити свою швидкість настільки сильно, щоб перетворитися на супутник, що обертається навколо Землі. Але так як він буде перетинати верхні шари атмосфери при кожному проходженні перигею, то проіснувати довго він не зможе (можливо тільки один або два обороти, у найвдалішому випадку - сто [це близько 150 годин]). Є деякі припущення, що такі "ефемерні супутники" якраз і бачили. Цілком можливо, що спостерігачі Петі бачили їх. (також дивись)

На додаток до супутників-ефемерів є ще дві цікаві можливості. Одна з них - що Місяць має свій власний супутник. Але, всупереч посиленим пошукам, нічого виявлено не було (Додамо, що як тепер відомо, гравітаційне поле Місяця дуже "нерівне" або неоднорідне. Цього достатньо для того, щоб обертання місячних супутників було нестійким - тому місячні супутники падають на Місяць після дуже короткого проміжку часу, через кілька років чи десятиліть). Інше припущення у тому, що можуть існувати Троянські супутники, тобто. додаткові супутники на тій самій орбіті, що і Місяць, що обертається на 60 градусів попереду та/або за ним.

Про існування таких "Троянських супутників" уперше повідомив польський астроном Кордилевський (Kordylewski) із Краківської обсерваторії. Він почав свої пошуки в 1951 візуально на хорошому телескопі. Він розраховував виявити досить велике тіло на місячній орбіті на відстані 60 градусів від Місяця. Результати пошуків були негативними, але в 1956 році його співвітчизник і колега Вилковський (Wilkowski) припустив, що там може знаходитися безліч крихітних тіл занадто маленьких, щоб бути помітними окремо, але досить великих, щоб виглядати хмарою пилу. У разі їх було краще спостерігати без телескопа, тобто. неозброєним оком! Використання телескопа "збільшить їх до не існування". Лікар Кордилевський погодився спробувати. Потрібна була темна ніч з ясним небом і Місяцем, що під горизонтом.

У жовтні 1956 року, Кордилевський вперше побачив об'єкт, що чітко світився, в одній з двох очікуваних позицій. Він не був маленьким, простягаючись приблизно на 2 градуси (тобто майже в 4 рази більше, ніж сам Місяць), і був дуже тьмяним, в половину яскравості горезвісно відомого труднощами спостережень протисяйдя (Gegenschein; протисяяння - яскрава точка в зодіакальному світлі в напрямі протилежному Сонцю). У березні та квітні 1961 року Кордилевський досяг успіху у фотографуванні двох хмар біля очікуваних положень. Здавалося, вони змінюються у розмірах, але це могло бути зміненим у освітленні. Ж.Роач (J.Roach) виявив ці хмари супутничків у 1975 році за допомогою OSO (Orbiting Solar Observatory – Орбітальної Сонячної Обсерваторії). У 1990 році вони були сфотографовані знову, цього разу польським астрономом Вініарські (Winiarski), який виявив, що вони складають об'єкт діаметром у кілька градусів, "відхилилися" на 10 градусів від "троянської" точки і що вони були червонішими, ніж зодіакальний світло.

Так пошуки другого супутника Землі довжиною століття, мабуть, дійшли успіху, після всіх зусиль. Навіть незважаючи на те, що цей "другий супутник" виявився повністю несхожим на те, що будь-хто колись припускав. Вони дуже важкі для виявлення та відрізняються від зодіакального світла, зокрема від протисвіту.

Але люди все ще передбачають існування додаткового супутника Землі. Між 1966 і 1969 роками Джон Баргбі (John Bargby), американський вчений, заявив, що спостерігав, принаймні, 10 маленьких природних супутників Землі, видимих ​​лише телескоп. Баргбі знайшов еліптичні орбіти всім цих об'єктів: ексцентриситет 0.498, велика піввісь - 14065 км, з перигеєм і апогеєм на висотах 680 і 14700 км відповідно. Баргбі вважав їх частинами великого тіла, що зруйнувалося у грудні 1955 року. Він доводив існування більшості своїх гаданих супутників обуреннями, що вони викликають у рухах штучних супутників. Баргбі використав дані про штучних супутникахз Goddard Satellite Situation Report, не підозрюючи, що величини в цих публікаціях є приблизними, а іноді можуть містити велику помилкуі тому не можуть бути використані для точних наукових розрахунків та аналізу. Крім того, як випливає з власних спостережень Баргбі, можна дійти невтішного висновку, що хоча у перигеї ці супутники мають бути об'єктами першої зіркової величини і мають бути ясно видимі неозброєним оком, ніхто їх такими не бачив.

У 1997 році, Поль Вігерт (Paul Wiegert) та ін відкрили, що астероїд 3753 має дуже дивну орбіту і може бути розцінений як супутник Землі, хоча, звичайно, безпосередньо навколо Землі він не обертається.

Уривок із книги російського вченого Миколи Левашова "Неоднорідний Всесвіт".

2.3. Система матричних просторів

Еволюція цього процесу призводить до послідовного утворення вздовж загальної осі систем метавсесвіту. Кількість матерій, що утворюють їх, при цьому поступово вироджується до двох. На кінцях цього «променя» утворюються зони, де вже жодна матерія даного типу не може злитися з іншою або іншими, утворити метавсесвіт. У цих зонах виникає продавлювання нашого матричного простору і виникають зони змикання з іншим матричним простором. При цьому, можливо ще два варіанти змикання матричних просторів. У першому випадку, змикання відбувається з матричним простором з великим коефіцієнтом квантування мірності простору і через цю зону змикання можуть притікати і розщеплюватися матерії іншого матричного простору і виникне синтез матерій нашого типу. У другому випадку, змикання відбувається з матричним простором з меншим коефіцієнтом квантування мірності простору – через дану зону змикання, матерії нашого матричного простору почнуть перетікати та розщеплюватись в іншому матричному просторі. В одному випадку виникає аналог зірки супермасштабів, в іншому - аналог чорної діркианалогічних габаритів.

Ця відмінність варіантів змикання матричних просторів дуже важлива для розуміння виникнення двох типів суперпросторів шостого порядку - шестипроменевика і антишестипроменевика. Принципова відмінність яких полягає лише у напрямі перетікання матерій. В одному випадку, матерії з іншого матричного простору притікають через центральну зону змикання матричних просторів і випливають із нашого матричного простору через зони на кінцях променів. У антишестилучевике матерії перетікають у протилежному напрямку. Матерії з нашого матричного простору витікають через центральну зону, а матерії з іншого матричного простору витікають через променеві змикання. Що ж до шестипроменеві, то він утворюється змиканням шести аналогічних «променів» в одній центральній зоні. При цьому навколо центру виникають зони викривлення мірності матричного простору, в яких утворюються метавсесвіти з чотирнадцяти форм матерій, які, у свою чергу, стуляються і утворюють замкнуту систему метавсесвітів, яка об'єднує шість променів в одну загальну систему - шестилучевик (Рис. 2.3.11 ).

Причому кількість «променів» визначається тим, що в нашому матричному просторі можуть злитися, при освіті, максимально чотирнадцять форм матерій даного типу. При цьому мірність об'єднання метавсесвітів, що виникла, дорівнює π (π = 3,14 ...). Ця сукупна мірність близька до трьох. Саме тому виникає шість «променів», саме тому говорять про три виміри тощо. Таким чином, у результаті послідовного формування просторових структур утворюється балансна система розподілу матерій між нашим матричним простором та іншими. Після завершення формування Шестилучевика, стійкий стан якого можливий тільки при тотожності між масою матерій, що припливають і випливають з нього.

2.4. Природа зірок і «чорних дірок»

При цьому зони неоднорідностей можуть бути як з ΔL > 0, так і ΔL< 0, относительно нашей Вселенной. В случае, когда неоднородности мерности пространства меньше нуля ΔL < 0, происходит смыкание пространств-вселенных с мерностями L 7 и L 6 . При этом, вновь возникают условия для перетекания материй, только, на этот раз, вещество с мерностью L 7 перетекает в пространство с мерностью L 6 . Таким образом, пространство-вселенная с мерностью L 7 (наша Вселенная) теряет своё вещество. И именно так возникают загадочные «чёрные дыры»(Рис. 2.4.2) .

Ось таким чином, у зонах неоднорідностей мірності просторів-всесвітів, утворюються зірки та «чорні дірки». При цьому виникає перетікання речовини, матерій між різними просторами-всесвітами.

Існують також простори-всесвіти, що мають мірність L 7 але мають інший склад речовини. При стикуванні, в зонах неоднорідностей просторів-всесвітів з однаковою мірністю, але різним якісним складом речовини, що їх утворює, виникає канал між цими просторами. При цьому відбувається перетікання речовин, як в один, так і в інший простір-всесвіт. Це – не зірка і не «чорна діра», а зона переходу з одного простору до іншого. Зони неоднорідності мірності простору, у яких відбуваються описані вище процеси, позначимо, як нуль-переходи. Причому, залежно від знака ΔL, можна говорити про такі типи цих переходів:

1) Позитивні нуль-переходи (зірки), через які речовина перетікає в даний простір-всесвіт з іншого, з більшою мірністю (ΔL > 0) n + .

2) Негативні нуль-переходи, через які речовина з даного простору-всесвіту перетікає в інше, з меншою мірністю (ΔL< 0) n - .

3) Нейтральні нуль-переходи, коли потоки матерій рухаються в обох напрямках і тотожні один одному, а мірності просторів-всесвітів у зоні змикання практично не відрізняються: n 0 .

Якщо продовжити далі аналіз того, що відбувається, то побачимо, що кожен простір-всесвіт, через зірки, отримує матерію, а через «чорні дірки» - її втрачає. Для можливості стійкого існування цього простору, необхідний баланс між матерією, що приходить і йде, в даний простір-всесвіт. Повинен виконуватися закон збереження речовини за умови стійкості простору. Це можна відобразити у вигляді формули:

m (ij)k- Сукупна маса форм матерій, що протікають через нейтральний нуль-перехід.

Таким чином, між просторами-всесвітами з різною мірністю, через зони неоднорідності, відбувається циркуляція матерії між просторами, що утворюють цю систему (рис. 2.4.3).

Через зони неоднорідності мірності (нуль-переходи) можливий перехід з одного простору-всесвіту до іншого. При цьому відбувається трансформація речовини нашого простору-всесвіту в речовину того простору-всесвіту, куди здійснюється перекидання матерії. Отже, незміненою «наша» матерія потрапити в інші простори-всесвіт не може. Зонами, якими можливий такий перехід, є і «чорні дірки», у яких відбувається повний розпад речовини цього типу, і нейтральні нуль-переходи, якими відбувається балансовий обмін матерією.

Нейтральні нуль-переходи можуть бути стійкими або тимчасовими, що з'являються періодично або спонтанно. На Землі є низка областей де періодично виникають нейтральні нуль-переходи. І якщо їх межі потрапляють кораблі, літаки, човни, люди, всі вони безслідно зникають. Такими зонами Землі є: Бермудський трикутник, райони в Гімалаях, Пермська зона та інші. Практично неможливо, у разі попадання в зону дії нуль-переходу, передбачити, в яку точку і який простір переміститься матерія. Не говорячи вже про те, що ймовірність повернення у вихідну точку практично дорівнює нулю. Звідси випливає, що нейтральні нуль-переходи не можна використовувати для цілеспрямованого переміщення у просторі.

Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версіяроботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF

У фантастичних романах описуються цілі транспортні мережі, що з'єднують зіркові системи та історичні епохи, звані портали, машини часу. Але набагато дивовижнішим є те, що машини часу і тунелі у просторі цілком серйозно, як гіпотетично можливі, активно обговорюються у статтях з теоретичної фізики, на сторінках солідних наукових видань, а й у засобах масової інформації. З'явилося багато повідомлень про відкриття вченими деяких гіпотетичних об'єктів, званих «кротовими норами».

Підбираючи матеріал до НПК на тему «Чорні дірки», ми зіткнулися з поняттям «Кротові нори». Ця тема нас зацікавила, і ми порівняли між ними.

Мета роботи:Порівняльний аналіз чорних дірок та кротових нір.

Завдання: 1. Зібрати матеріал про чорні діри та кротові нори;

2. Зробити докладний аналізотриманої інформації;

3. Порівняти чорні діри та кротові нори;

4. Створити пізнавальний фільм учнів.

Гіпотеза:Чи можлива подорож у просторі-часі завдяки кротовим норам.

Об'єкт дослідження:література та інші ресурси про кротові нори та чорні діри.

Предмет дослідження:версії про існування кротових нір.

Методи:вивчення літератури; використання Інтернет-ресурсів.

Практична значимістьданої роботи полягає в тому, щоб зібраний матеріалвикористовувати в навчальних ціляхна уроках фізики та позакласних заняттяхз цього предмета.

У поданій роботі використовувалися матеріали наукових статей, періодичного друку, ресурси Інтернету.

Розділ 1. Історична довідка

1935 року фізики Альберт Ейнштейн і Натан Розен, використовуючи загальну теорію відносності, припустили, що у Всесвіті існують спеціальні «мости» через простір-час. Ці шляхи, які назвали мостами Ейнштейна-Розена (або червоточинами), з'єднують дві зовсім різні точки у просторі-часі шляхом теоретичного створення викривлення простору, що скорочує подорож із однієї точки до іншої.

Теоретично кротова нора складається з двох входів і горловини (тобто того самого тунелю). Входи в кротові нори представляють сфероїдальну форму, а горловина може представляти як прямий відрізок простору, так і спіральний.

Довгий час ця робота не викликала в астрофізиків велику цікавість. Але в 90-х роках XX століття інтерес до таких об'єктів почав повертатися. Насамперед, повернення інтересу було з відкриттям у космології темної енергії.

Англомовним терміном, що з 90-х років прижився для «кротових нір», став «wormhole» (вормхол), але першими запропонували цей термін ще в 1957 році американські астрофізики Мізнер і Вілер. Російською мовою «wormhole» перекладається як «черв'ячна дірка». Такий термін не подобався багатьом російськомовним астрофізикам, і в 2004 році було ухвалено рішення провести голосування з різних запропонованих термінів для таких об'єктів. Серед запропонованих термінів були такі як: «черв'ячна нора», «вормхол», «червоточина», «міст», «кротова нора», «тунель» тощо. У голосуванні брали участь російськомовні астрофізики, які мають наукові публікації з цієї тематики. Внаслідок цього голосування переміг термін «кротова нора».

У фізиці концепція кротових нір виникла в 1916 р. - всього через рік після того, як Ейнштейн опублікував свою велику працю - загальну теорію відносності. Фізик Карл Шварцшильд, який тоді служив у кайзерівської армії, знайшов точне рішення рівнянь Ейнштейна для випадку ізольованої точкової зірки. Вдалині від зірки її гравітаційне поле дуже схоже на поле звичайної зірки; Ейнштейн навіть скористався рішенням Шварцшильда при обчисленні відхилення траєкторії світла біля зірки. Результат Шварцшильда справив негайний і дуже сильний вплив на всі розділи астрономії, і сьогодні він, як і раніше, залишається одним з найвідоміших рішень рівнянь Ейнштейна. Декілька поколінь фізиків використовували гравітаційне поле цієї гіпотетичної точкової зірки як наближений вираз для поля навколо реальної зірки з кінцевим діаметром. Але якщо розглянути це точкове рішення серйозно, то в центрі його несподівано виявиться жахливий точковий об'єкт, який майже сторіччя дивував і шокував фізиків, – чорна діра.

Глава 2. Кротова нора та чорна діра

2.1. Кротова нора

Кротова нора - передбачувана особливість простору-часу, що є в кожний момент часу «тунель» у просторі.

Область поблизу найвужчої ділянки кротовини називається «горловиною». Розрізняють прохідні та непрохідні кротовини. До останніх відносяться тунелі, які колапсують (руйнуються) занадто швидко для того, щоб спостерігач або сигнал встигли дістатися одного входу до іншого.

Розгадка полягає в тому, що згідно з ейнштейнівською теорією тяжіння – загальної теоріївідносності (ОТО) чотиривимірний простір-час, у якому ми живемо, викривлено, а знайома всім гравітація і є проявом такого викривлення. Матерія «прогинає», викривляє простір навколо себе, і чим вона щільніша, тим сильніше викривлення.

Одне з місць проживання «кротових нір» – центри галактик. Але тут головне не переплутати їх із чорними дірками, величезними об'єктами, які також перебувають у центрі галактик. Маса їх – мільярди наших Сонців. При цьому чорні дірки мають найпотужнішу силу тяжіння. Вона настільки велика, що навіть світло не може вирватися звідти, тож розглянути у звичайний телескоп їх неможливо. Сила тяжіння «кротових нір» також величезна, але якщо зазирнути всередину «кротової нори», можна побачити світло минулого.

Кротові нори, через які може проходити світло та інша матерія в обидві сторони, називаються кротовими норами, що проходять. Існують і непрохідні кротові нори. Це такі об'єкти, які зовні (на кожному з входів) є ніби чорною діркою, але всередині такої чорної діри немає сингулярності (сингулярністю у фізиці називають нескінченну щільність матерії, яка розриває та знищує будь-яку іншу матерію, що потрапляє до неї). При цьому властивість сингулярності є обов'язковою для звичайних чорних дірок. А сама чорна дірка визначається наявністю у неї поверхні (сфери), з-під якої назовні не може вирватися навіть світло. Така поверхня називається горизонтом чорної дірки (чи горизонтом подій).

Таким чином, матерія може потрапити всередину непрохідної кротової нори, але вийти з неї вже не може (дуже схоже на властивість чорної дірки). Можуть існувати й напівпрохідні кротові нори, у яких матерія чи світло може проходити по кротовій норі лише у одну бік, але з може проходити в інший.

Особливостями кротових нір є такі характеристики:

Кротова нора має з'єднувати між собою дві не викривлені області простору. Місце з'єднання називається кротовою норою, а його центральна ділянка - горловиною кротової нори. Простір поблизу горловини кротової нори досить сильно викривлено.

Кротова нора може поєднувати або два різні Всесвіти, або один і той же Всесвіт у різних частинах. В останньому випадку відстань через кротову нору може виявитися коротшою, ніж відстань між входами, виміряна зовні.

Поняття часу та відстані у викривленому просторі-часі перестають бути абсолютними величинами, тобто. такими, якими ми підсвідомо завжди звикли їх рахувати.

Дослідження моделей кротових нір показує, що для їхнього стабільного існування в рамках теорії відносності Ейнштейна необхідна екзотична матерія. Іноді таку матерію називають ще фантомною. Для стабільного існування кротової нори досить скільки завгодно малої кількості фантомної матерії - скажімо всього 1 міліграм (а може ще менше). У цьому випадку решта матерії, що підтримує кротову нору, повинна задовольняти умові: сума щільності енергії та тиску дорівнює нулю. А в цьому нічого незвичайного вже немає: навіть звичайнісіньке електричне або магнітне поле задовольняє цю умову. Це саме те, що потрібно для існування кротової нори зі скільки завгодно малою добавкою фантомної матерії.

2.2. Чорна діра

Чорна діра – область у просторі-часі. Гравітаційне тяжіння настільки велике, що залишити її не можуть навіть об'єкти, що рухаються зі швидкістю світла, у тому числі кванти самого світла. Кордон цієї області називається горизонтом подій.

Теоретично можливість існування таких областей простору-часу випливає з деяких точних рішень рівнянь Ейнштейна. Перше було отримано Карлом Шварцшильдом у 1915 році. Точний винахідник терміну невідомий, але саме позначення було популяризовано Джоном Арчібальдом Вілером і вперше публічно вжито у популярній лекції «Наш Всесвіт: відоме і невідоме». Раніше подібні астрофізичні об'єкти називали «сколапсовані зірки» або «колапсари», а також «застиглі зірки».

Розрізняють чотири сценарії утворення чорних дірок:

два реалістичні:

гравітаційний колапс (стиснення) досить масивної зірки;

колапс центральної частини галактики або протогалактичного газу;

і два гіпотетичні:

формування чорних дірок відразу після Великого Вибуху (первинні чорні дірки);

виникнення у ядерних реакціях високих енергій.

Умови, за яких кінцевим станом еволюції зірки є чорна діра, вивчені недостатньо добре, тому що для цього необхідно знати поведінку та стан речовини при надзвичайно високих щільностях, недоступних експериментальному вивченню.

Зіткнення чорних дірок з іншими зірками, а також зіткнення нейтронних зірок, що викликає утворення чорної діри, призводить до найпотужнішого гравітаційного випромінювання, яке, як очікується, можна буде виявляти найближчими роками за допомогою гравітаційних телескопів. В даний час є повідомлення про спостереження зіткнень у рентгенівському діапазоні.

25 серпня 2011 року з'явилося повідомлення про те, що вперше в історії науки група японських та американських фахівців змогла у березні 2011 року зафіксувати момент загибелі зірки, яку поглинає чорна діра.

Дослідники чорних дірок розрізняють первинні чорні дірки та квантові. Первинні чорні дірки нині мають статус гіпотези. Якщо початкові моменти життя Всесвіту існували достатньої величини відхилення від однорідності гравітаційного поля і щільності матерії, їх шляхом колапсу могли утворюватися чорні дірки. При цьому їхня маса не обмежена знизу, як при зоряному колапсі – їхня маса, ймовірно, могла б бути досить малою. Виявлення первинних чорних дірок представляє особливий інтерес у зв'язку з можливостями вивчення явища випаровування чорних дірок. В результаті ядерних реакційможуть виникати стійкі мікроскопічні чорні дірки, звані квантові чорні дірки. Для математичного опису таких об'єктів потрібна квантова теорія гравітації.

Висновок

Якщо кротова нора є непрохідною, то її практично неможливо відрізнити від чорної діри. На сьогоднішній день теорія фізики кротових нір та чорних дірок є суто теоретичною наукою. Кротові нори - це топологічні особливості простору-часу, описані в рамках спеціальної теоріївідносності Ейнштейном у 1935 році.

Загальна теорія відносності математично доводить ймовірність існування кротових нір, але досі жодна з них не була виявлена ​​людиною. Складність її виявлення полягає в тому, що передбачувана величезна маса кротових нір та гравітаційні ефекти просто поглинають світло і не дають йому позначитися.

Проаналізувавши всю знайдену інформацію, ми дізналися, чим відрізняються кротові нори від чорних дірок і дійшли висновку, що світ космосу ще дуже мало вивчений, і людство стоїть на порозі нових відкриттів та можливостей.

На основі проведеного дослідження було створено навчальний фільм «Кротові нори та Чорні дірки», який використовується на уроках астрономії.

Список використаних джерел та літератури

Бронніков, К. Міст між світами / К. Бронніков [Електронний ресурс] // Навколо світу. 2004. Травень. - Режим доступу // http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/355/ (18.09.2017).

Вікіпедія. Вільна енциклопедія [Електронний ресурс]. - Режим доступу // https://ua.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_% D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%B0 (30.09.2017);

https://ua.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0 %B0 (30.09.2017).

Зима, До. «Кротова нора» - коридор часу / До. Зима // Вести.ru [Електронний ресурс]. – Режим доступу // http://www.vesti.ru/doc.html?id=628114 (20.09.2017).

Кротові нори та Чорні дірки [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://ua.itera.wikia.com/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0% B5_%D0%BD%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D0%B8_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B4% D1%8B%D1%80%D1%8B (30.09.2017).

Кротові нори. Популярна наука з Анною Урманцевою [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://www.youtube.com/watch?v=BPA87TDsQ0A (25.09.2017).

Кротові нори простору. [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://www.youtube.com/watch?v=-HEBhWny2EU (25.09.2017).

Лебедєв, В. Людина в кротовій норі (огляд) / В. Лебедєв // Лебідь. Незалежний Альманах. [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://lebed.com/2016/art6871.htm (30.09.2017).

Крізь червоточину, Чи є край у всесвіті. [Електронний ресурс]. - Режим доступу // https://donetskua.io.ua/v(25.09.2017).

Чорна діра [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://ua-wiki.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B% D1%80%D0%B0 (30.09.2017).

Чорні діри. Всесвіт [Електронний ресурс]. - Режим доступу // https://my.mail.ru/bk/lotos5656/video/_myvideo/25.html (25.09.2017).

Що таке кротова нора. Чтиво [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://hi-news.ru/research-development/chtivo-chto-takoe-krotovaya-nora.html (18.09.2017).

Шацький, А. Кротові нори: що це – міф, брама в інші світи чи математична абстракція? [Електронний ресурс]. - Режим доступу // http://www.znanie-sila.su/?issue=zsrf/issue_121.html&r=1 (18.09.2017).

Енциклопедія для дітей Т. 8. Астрономія [Текст]/Голов. ред. М. Аксьонова; метод. ред. В. Володін, А. Еліович. - М: Аванта, 2004. С. 412-413, 430-431, 619-620.

КРОТОВА НОРА - 1) астрофіз. Найважливіше поняття сучасної астрофізики та практичної космології. "Кротова нора", або "кротовина", це транспросторовий хід, що з'єднує чорну дірку і відповідну їй діру білу.

Астрофізична «кротова нора» протикає згорнутий у додаткових вимірах простір і дозволяє переміщатися справді коротким шляхом між зірковими системами.

Дослідження, проведені з використанням орбітального телескопа «Хаббл», показали, що кожна чорна діра є входом у «кротову нору» (див. ХАББЛА ЗАКОН). Одна з найбільших нір знаходиться в центрі нашої Галактики.Теоретично показано (1993), що саме з цієї центральної нори і виникла Сонячна система.

за сучасним уявленням, спостерігається частина Всесвіту буквально весь пронизаний «кротовими норами», що йдуть «туди-сюди». Багато великих астрофізиків вважають, що подорожі крізь "кротові нори" - майбутнє міжзоряної космонавтики. «

Ми всі звикли до того, що минулого не повернути, хоч часом дуже хочеться. Письменники-фантасти вже понад століття живописують різного роду казуси, що виникають завдяки можливості подорожувати в часі та впливати на перебіг історії. Причому ця тема виявилася настільки актуальною, що наприкінці минулого століття навіть далекі від казок фізики всерйоз зайнялися пошуком таких рішень рівнянь, що описують наш світ, які дозволяли б створювати машини часу і миттєво долати будь-які простори і часи.

У фантастичних романах описуються цілі транспортні мережі, що поєднують зіркові системи та історичні епохи. Крокнув у кабінку, стилізовану, скажімо, під телефонну будку, і опинився десь у туманності Андромеди чи на Землі, але – в гостях у давно вимерлих тиранозаврів.

Персонажі подібних творів постійно використовують нуль-транспортування машини часу, портали тощо зручні пристосування.

Втім, любителі фантастики сприймають такі подорожі без особливого трепету - мало що можна уявити, відносячи реалізацію придуманого до невизначеного майбутнього чи осяяння невідомого генія. Набагато дивовижнішим є те, що машини часу і тунелі у просторі цілком серйозно як гіпотетично можливі активно обговорюються у статтях з теоретичної фізики, на сторінках найбільших наукових видань.

Розгадка полягає в тому, що згідно з ейнштейнівською теорією тяжіння - загальною теорією відносності (ОТО) чотиривимірний простір-час, в якому ми живемо, викривлено, а знайома всім гравітація і є проявом такого викривлення.

Матерія «прогинає», викривляє простір навколо себе, і чим вона щільніша, тим сильніше викривлення.

Численні альтернативні теорії тяжіння, рахунок яким йде на сотні, відрізняючись від ОТО в деталях, зберігають головне - ідею кривизни простору-часу. І якщо простір кривий, то чому б йому не прийняти, наприклад, форму труби, що коротко з'єднує області, розділені сотнями тисяч світлових років, або, припустимо, далекі один від одного епохи - адже йдеться не просто про простір, а про простір- часу?

Пам'ятаєте, у Стругацьких (теж, до речі, що вдавалися до нуль-транспортування): «Зовсім не бачу, чому б благородному дону не…» - ну, скажімо, не злітати в XXXII століття?

Кротові нори чи чорні дірки?

Думки про таке сильне викривлення нашого простору-часу виникли відразу після появи ОТО - вже в 1916 австрійський фізик Л. Фламм обговорював можливість існування просторової геометрії у вигляді певної нори, що з'єднує два світи. У 1935 році А. Ейнштейн і математик Н. Розен звернули увагу на те, що найпростіші рішення рівнянь ОТО, що описують ізольовані, нейтральні або електрично заряджені джерела гравітаційного поля, мають просторову структуру «моста», що майже гладко з'єднує два всесвіти - два однакові, майже плоских, простору-часу.

Такі просторові структури пізніше отримали назву «кротові нори» (досить вільний переклад англійського слова«wormhole» - «червоточина»).

Ейнштейн і Розен навіть розглядали можливість застосування таких мостів для опису елементарних частинок. Справді, частка у разі - суто просторове освіту, тому немає необхідності спеціально моделювати джерело маси чи заряду, а при мікроскопічних розмірах кротової нори зовнішній, віддалений спостерігач, що у одному з просторів, бачить лише точкове джерело з певними масою і зарядом.

Електричні силові лінії входять у нору з одного боку і виходять з іншого, ніде не починаючись і не закінчуючись.

За словами американського фізика Дж. Уілера, виходить «маса без маси, заряд без заряду». І в цьому випадку зовсім не обов'язково вважати, що міст з'єднує два різні всесвіти - нітрохи не гірше припущення, що обидва «вустя» кротової нори виходять в один і той же всесвіт, але в різних його точках і в різні часи - щось на зразок пустотілої «ручки», пришитої до звичного практично плоского світу.

Одне гирло, куди входять силові лінії, можна як негативний заряд (наприклад, електрон), інше, з якого вони виходять, - як позитивний (позитрон), маси ж будуть однакові з обох сторін.

За всієї привабливості такої картини вона (з багатьох причин) не прижилася у фізиці елементарних частинок. «Мостам» Ейнштейна – Розена важко приписати квантові властивості, а без них у мікросвіті робити нічого.

При відомих значеннях мас і зарядів частинок (електронів чи протонів) міст Ейнштейна – Розена взагалі не утворюється, натомість «електричне» рішення передбачає так звану «голу» сингулярність – точку, в якій кривизна простору та електричне поле стають нескінченними. Поняття простору-часу, хай навіть викривленого, у таких точках втрачає сенс, оскільки вирішувати рівняння з нескінченними доданками неможливо. Сама ОТО цілком виразно заявляє, де саме вона перестає працювати. Згадаймо сказані вище слова: «майже гладко з'єднує…». Ось це «майже» і відноситься до основної вади «мостів» Ейнштейна – Розена – порушення гладкості у найвужчому місці «мосту», на горловині.

І порушення це, треба сказати, дуже нетривіальне: на такій горловині, з погляду віддаленого спостерігача, зупиняється час…

За сучасними поняттями, те, що Ейнштейн і Розен розглядали як горловину (тобто найвужче місце «моста»), насправді є не що інше, як обрій подій чорної діри (нейтральної чи зарядженої).

Більше того, з різних сторін «мосту» частки чи промені потрапляють на різні «ділянки» горизонту, а між умовно кажучи, правою та лівою частинами горизонту знаходиться особлива нестатична область, не подолавши яку не можна пройти нору.

Для віддаленого спостерігача космічний корабель, що наближається до горизонту досить великої (проти кораблем) чорної дірки, хіба що навіки застигає, а сигнали від нього доходять дедалі рідше. Навпаки, корабельним годинником горизонт досягається за кінцевий час.

Минувши обрій, корабель (частка або промінь світла) незабаром невідворотно впирається в сингулярність - туди, де кривизна стає нескінченною і де (ще на підході) будь-яке протяжне тіло буде неминуче розчавлене і розірване.

Такою є сувора реальність внутрішнього пристрою чорної дірки. Рішення Шварцшильда і Райснера - Нордстрема, що описують сферично-симетричні нейтральні та електрично заряджені чорні дірки, були отримані в 1916-1917 роках, проте в непростій геометрії цих просторів фізики повністю розібралися лише на рубежі 1900-х. До речі, саме тоді Джон Арчібальд Вілер, відомий своїми роботами в ядерній фізиці та теорії гравітації, запропонував терміни «чорна діра» та «кротова нора».

Як виявилося, у просторах Шварцшильда та Райснера – Нордстрема кротові нори справді є. З точки зору віддаленого спостерігача, вони не видно повністю, як і самі чорні дірки, і так само вічні. А ось для мандрівника, що наважився проникнути за обрій, нора настільки швидко хлопається, що крізь неї не пролетить ні корабель, ні масивна частка, ні навіть промінь світла.

Щоб, минаючи сингулярність, прорватися «на світло Боже» - до іншого гирла нори, необхідно рухатися швидше світла. А фізики сьогодні вважають, що надсвітлові швидкості переміщення матерії та енергії неможливі у принципі.

Кротові нори та тимчасові петлі

Отже, чорну дірку Шварцшильда можна як непрохідну кротову нору. Чорна діра Райснера – Нордстрема влаштована складніше, але теж непрохідна.

Однак не так вже й складно придумати і описати прохідні чотиривимірні кротові нори, підбираючи потрібний вид метрики (метрика, або метричний тензор, - це набір величин, за допомогою яких обчислюються чотиривимірні відстані-інтервали між точками-подіями, що повністю характеризує і геометрію простору-часу, та поле тяжіння). Прохідні кротові нори загалом геометрично навіть простіше, ніж чорні дірки: там не повинно бути жодних горизонтів, що призводять до катаклізм із ходом часу.

Час у різних точках може, звичайно, йти в різному темпі – але не має нескінченно прискорюватись чи зупинятися.

Треба сказати, різні чорні дірки та кротові нори дуже цікаві мікрооб'єкти, що виникають самі собою, як квантові флуктуації гравітаційного поля (на довжинах близько 10-33 см), де, за існуючими оцінками, поняття класичного, гладкого простору-часу вже не застосовується.

На таких масштабах має існувати щось схоже на водяну або мильну піну в бурхливому потоці, що постійно «дихає» за рахунок утворення та схлопування дрібних бульбашок. Замість спокійного порожнього простору ми маємо міні-чорні дірки і кротові нори, що виникають і зникають у шаленому темпі, найхимерніших і переплітаються конфігурацій. Їх розміри неймовірно малі - вони в стільки ж разів менше атомного ядра, скільки це ядро ​​менше планети Земля. Суворого опису просторово-часової піни поки немає, тому що ще не створено послідовну квантову теорію гравітації, але в загальних рисах описана картина випливає з основних принципів фізичної теорії і навряд чи зміниться.

Проте з погляду міжзоряних та міжчасових подорожей потрібні кротові нори зовсім інших розмірів: «хотілося» б, щоб через горловину без пошкоджень проходив розумних розмірів космічний корабель або хоча б танк (без нього серед тиранозаврів буде незатишно, чи не так?).

Тому для початку потрібно отримати рішення рівнянь гравітації у вигляді прохідних кротових нір макроскопічних розмірів. І якщо припустити, що така нора вже з'явилася, а решта простору-час залишилася майже плоскою, то, вважайте, є все – нора може бути і машиною часу, і міжгалактичним тунелем, і навіть прискорювачем.

Незалежно від того, де і коли знаходиться одне з усть кротової нори, друге може опинитися в будь-якому місці в просторі і будь-коли - в минулому чи в майбутньому.

До того ж гирло може рухатися з будь-якою швидкістю (в межах світлової) по відношенню до навколишніх тіл - це не завадить виходу з нори в (практично) плоский простір Мінковського.

Воно, як відомо, надзвичайно симетричне і виглядає однаково у всіх своїх точках, у всіх напрямках та в будь-яких інерційних системах, з хоч би якими швидкостями вони рухалися.

Але, з іншого боку, припустивши існування машини часу, ми негайно стикаємося з усім «букетом» парадоксів типу – полетів у минуле і «убив дідуся лопатою» раніше, ніж дідусь міг би стати батьком. Нормальний здоровий глузд підказує, що такого, швидше за все, бути просто не може. І якщо фізична теорія претендує на опис реальності, вона повинна містити механізм, який забороняє утворення подібних «тимчасових петель», або щонайменше до крайності ускладнювати їх освіту.

ОТО, поза всяким сумнівом, претендує на опис реальності. У ній знайдено чимало рішень, що описують простори із замкнутими тимчасовими петлями, але вони, як правило, з тих чи інших причин визнаються або нереалістичними, або, скажімо так, безпечними.

Так, дуже цікаве рішення рівнянь Ейнштейна вказав австрійський математик К. Гедель: це однорідний стаціонарний всесвіт, що обертається як ціле. Вона містить замкнуті траєкторії, подорожуючи якими можна повернутися у вихідну точку простору, а й у вихідний час. Однак розрахунок показує, що мінімальна тимчасова довжина такої петлі набагато більша за час існування Всесвіту.

Прохідні кротові нори, що розглядаються як «мости» між різними всесвітами, тимчасових (як ми вже говорили) припустити, що обидва гирла виходять в той самий всесвіт, як петлі виникають негайно. Що ж тоді з погляду ВТО заважає їх освіті – принаймні у макроскопічних та космічних масштабах?

Відповідь проста: структура рівнянь Ейнштейна. У їх лівій частині стоять величини, що характеризують просторово-часову геометрію, а в правій - так званий тензор енергії-імпульсу, в якому зосереджені відомості про щільність енергії речовини та різних полів, про їх тиск у різних напрямках, про їх розподіл у просторі та про стан руху.

Можна «читати» рівняння Ейнштейна справа наліво, заявляючи, що з їхньою допомогою матерія «каже» простору, як йому викривлятися. Але можна і - зліва направо, тоді інтерпретація буде іншою: геометрія диктує властивості матерії, яка б забезпечити її, геометрії, існування.

Так от, якщо нам потрібна геометрія кротової нори - підставимо її в рівняння Ейнштейна, проаналізуємо і з'ясуємо, яка потрібна матерія. Виявляється, дуже дивна та небачена, її так і називають – «екзотична матерія». Так, для створення найпростішої кротової нори (сферично-симетричної) необхідно, щоб щільність енергії і тиск у радіальному напрямку в сумі давали від'ємну величину. Чи треба говорити, що для звичайних видів речовини (як і багатьох відомих фізичних полів) обидві ці величини позитивні?

Природа, як бачимо, справді поставила серйозний бар'єр шляху виникнення кротових нір. Але така вже влаштована людина, і вчені тут не виняток: якщо бар'єр існує, завжди знайдуться охочі його подолати…

Роботи теоретиків, які цікавляться кротовими норами, можна умовно розділити на два напрямки, що доповнюють один одного. Перше, заздалегідь припускаючи існування кротових нір, розглядає наслідки, друге - намагається визначити, як і з чого можуть бути побудовані кротові нори, за яких умов вони з'являються або можуть з'являтися.

У роботах першого напряму обговорюється, наприклад, таке питання.

Припустимо, у нашому розпорядженні кротова нора, крізь яку можна пройти за лічені секунди, і нехай два її лійкоподібні гирла «А» і «Б» розташовані близько один від одного в просторі. Чи можна перетворити таку нору на машину часу?

Американський фізик Кіп Торн зі співробітниками показав, як це зробити: ідея полягає в тому, щоб одне з усть, «А», залишити на місці, а інше, «Б» (яке має поводитись як звичайне масивне тіло), - розігнати до швидкості, порівнянної зі швидкістю світла, та був повернути назад і загальмувати поруч із «А». Тоді за рахунок ефекту СТО (уповільнення часу на тілі, що рухається в порівнянні з нерухомим) для гирла «Б» пройде менше часу, ніж для гирла «А». Причому чим більшою була швидкість і тривалість подорожі гирла «Б», тим більшою буде різниця часів між ними.

Це, по суті, той же добре відомий вченим «парадокс близнюків»: близнюк, який повернувся з польоту до зірок, виявляється молодшим за свого брата-домоседа... Нехай різниця в часі між гирлами становить, наприклад, півроку.

Тоді, сидячи біля гирла «А» посеред зими, ми побачимо крізь кротову нору яскраву картину минулого літа і – реально цього літа і повернемося, пройшовши нору наскрізь. Потім знову наблизимося до вирви «А» (вона, як ми домовилися, десь поруч), ще раз пірнемо в нору і – перестрибнемо прямо в минулорічний сніг. І так скільки завгодно разів. Рухаючись у зворотному напрямку - пірнаючи у вирву «Б», - стрибнемо на півроку в майбутнє…

Таким чином, здійснивши єдину маніпуляцію з одним з усть, ми отримуємо машину часу, якою можна «користуватися» постійно (якщо, звичайно, припустити, що нора стійка чи що ми можемо підтримувати її «працездатність»).

Роботи другого напрямку більш численні і, мабуть, навіть цікавіші. До цього напряму відноситься пошук конкретних моделей кротових нір та дослідження їх специфічних властивостей, які, загалом, і визначають, що з цими норами можна робити і як їх використовувати.

Екзоматерія та темна енергія

Екзотичні властивості матерії, якими повинен мати будівельний матеріалдля кротових нір, як з'ясовується, можуть бути реалізовані за рахунок так званої поляризації вакууму квантових полів.

Такого висновку нещодавно дійшли російські фізики Аркадій Попов і Сергій Сушков з Казані (спільно з Давидом Хохбергом з Іспанії) та Сергій Красніков з Пулковської обсерваторії. І в даному випадку вакуум – зовсім не порожнеча, а квантовий стан із найменшою енергією – поле без реальних частинок. У ньому постійно з'являються пари «віртуальних» частинок, які знову зникають раніше, ніж їх можна було б виявити приладами, але залишають свій реальний слід у вигляді деякого тензора енергії-імпульсу з незвичайними властивостями.

І хоча квантові властивості матерії проявляються головним чином в мікросвіті, кротові нори, що породжуються ними, (за деяких умов) можуть досягати досить пристойних розмірів. До речі, одна із статей С. Краснікова носить «лякаючу» назву – «Загроза кротових нір». Найцікавішим у цій суто теоретичній дискусії і те, що реальні астрономічні спостереження останніх років, схоже, сильно підривають позиції противників можливості існування кротових нір.

Астрофізики, вивчаючи статистику вибухів наднових у галактиках, віддалених від нас на мільярди світлових років, зробили висновок, що наш Всесвіт не просто розширюється, а розлітається з дедалі більшою швидкістю, тобто з прискоренням. Більше того, згодом це прискорення навіть наростає. Про це досить впевнено говорять останні спостереження, проведені на нових космічних телескопах. Ну а тепер - саме час згадати про зв'язок між матерією та геометрією в ОТО: характер розширення Всесвіту міцно пов'язаний із рівнянням стану матерії, іншими словами, із співвідношенням між її щільністю та тиском. Якщо матерія - звичайна (з позитивною щільністю і тиском), то сама щільність з часом падає, а розширення сповільнюється.

Якщо ж тиск негативно і дорівнює за величиною, але протилежно за знаком щільності енергії (тоді їх сума = 0), то така щільність постійна у часі та просторі - це так звана космологічна постійна, яка призводить до розширення з постійним прискоренням.

Але щоб прискорення зростало з часом, і цього недостатньо – сума тиску та щільності енергії має бути негативною. Таку матерію ніхто й ніколи не спостерігав, проте поведінка видимої частини Всесвіту, схоже, сигналізує про її присутність. Розрахунки показують, що такою дивною, невидимою, матерії (названої «темною енергією») в справжню епохумає бути близько 70%, і ця частка постійно збільшується (на відміну від звичайної речовини, яка зі збільшенням обсягу втрачає щільність, темна енергія поводиться парадоксально - Всесвіт розширюється, а її щільність зростає). Але ж (і ми про це вже говорили) саме така екзотична матерія – найпридатніший «будматеріал» для утворення кротових нір.

Так і тягне пофантазувати: рано чи пізно темна енергія буде виявлена, вчені та технологи навчаться її згущувати та будувати кротові нори, а там – недалеко і до «збуту мрій» – про машини часу та про тунелі, що ведуть до зірок…

Щоправда, дещо розхолоджує оцінка щільності темної енергії у Всесвіті, що забезпечує її прискорене розширення: якщо темна енергія розподілена рівномірно, виходить зовсім незначна величина - близько 10-29 г/см3. Для звичайної речовини така густина відповідає 10 атомам водню на 1 м3. Навіть міжзоряний газ у кілька разів щільніший. Так що якщо цей шлях до створення машини часу може стати реальним, то дуже і дуже не скоро.

Потрібна дірка від бублика

Досі йшлося про тунелеподібні кротові нори з гладкими горловинами. Але ж ОТО передбачає і інший вид кротових нір - і вони в принципі взагалі не вимагають ніякої розподіленої матерії. Існує цілий класрішень рівнянь Ейнштейна, у яких чотиривимірний простір-час, плоский далеко від джерела поля, існує хіба що у двох примірниках (чи аркушах), а загальними їм обох є лише якесь тонке кільце (джерело поля) і диск, цим кільцем обмежений.

Кільце це має воістину чарівну властивість: можна як завгодно довго «блукати» навколо нього, залишаючись у «своєму» світі, але варто пройти його наскрізь - і потрапиш зовсім в інший світ, хоч і схожий на «свій». А щоб повернутися назад, треба ще раз пройти крізь кільце (причому з будь-якого боку, не обов'язково з того, з якого щойно вийшов).

Саме кільце сингулярно - кривизна простору-часу на ньому звертається в нескінченність, але всі точки всередині нього цілком нормальні, і тіло, що рухається там, не відчуває жодних катастрофічних впливів.

Цікаво, що таких рішень безліч - і нейтральних, і з електричним зарядом, і з обертанням, і без нього. Таке, зокрема, знамените рішення новозеландця Р. Керра для чорної діри, що обертається. Воно найбільш реалістично описує чорні діри зоряних і галактичних масштабів (у існуванні яких більшість астрофізиків вже не сумнівається), тому що чи не всі небесні тіла зазнають обертання, а при стисканні обертання лише прискорюється, тим більше – при колапсі у чорну дірку.

Отже, виходить, що чорні діри, що обертаються, - «прямі» кандидати в «машини часу»?Однак чорні дірки, що утворюються в зіркових системах, оточені та заповнені гарячим газом та жорсткими смертоносними випромінюваннями. Крім цього суто практичного заперечення є і принципове, пов'язане зі складнощами виходу з-під обрію подій на новий просторово-часовий «аркуш». Але на цьому не варто зупинятися докладніше, оскільки згідно з ОТО та багатьма її узагальненнями кротові нори з сингулярними кільцями можуть існувати і без будь-яких горизонтів.

Так що є принаймні дві теоретичні можливості для існування кротових нір, що з'єднують різні світи: нори можуть бути гладкими і складатися з екзотичної матерії, а можуть виникати за рахунок сингулярності, залишаючись при цьому прохідними.

Космос та струни

Тонкі сингулярні кільця нагадують інші незвичайні об'єкти, що передбачаються сучасною фізикою, - космічні струни, що утворювалися (згідно з деякими теоріями) у ранньому Всесвіті при охолодженні надщільної речовини та зміні його станів.

Вони справді нагадують струни, тільки надзвичайно важкі – багато мільярдів тонн на сантиметр довжини при товщині у долі мікрона. І, як було показано американцем Річардом Готтом і французом Жераром Клеманом, із кількох струн, що рухаються один щодо одного з великими швидкостями, можна скласти конструкції, що містять тимчасові петлі. Тобто, рухаючись певним чином у гравітаційному полі цих струн, можна повернутися у вихідну точку раніше, ніж із неї вилетів.

Астрономи давно шукають такого роду космічні об'єкти, і на сьогоднішній день один «хороший» кандидат вже є - об'єкт CSL-1. Це дві дивно схожі галактики, які насправді є однією, що тільки роздвоїлася через ефект гравітаційного лінзування. Причому в даному випадку гравітаційна лінза - не сферична, а циліндрична, що нагадує довгу тонку важку нитку.

Чи допоможе п'ятий вимір?

У тому випадку, якщо простір-час містить більше чотирьох вимірів, архітектура кротових нір набуває нових, невідомих раніше можливостей.

Так, останніми роками набула популярності концепція «світу на лайці». Вона припускає, що вся спостережувана матерія розташовується на деякій чотиривимірній поверхні (що позначається терміном "брана" - урізаним словом "мембрана"), а в навколишньому п'яти або шестивимірному обсязі немає нічого, крім гравітаційного поля. Поле тяжіння на самій лайні (а тільки його ми й спостерігаємо) підпорядковується модифікованим рівнянням Ейнштейна, а в них є внесок від геометрії навколишнього об'єму.

Так от, цей внесок і здатний грати роль екзотичної матерії, що породжує кротові нори. Нори можуть бути будь-якого розміру і при цьому не мати власного тяжіння.

Цим, звичайно, не вичерпується вся різноманітність «конструкцій» кротових нір, і загальний висновок такий, що за всієї незвичайності їх властивостей і за всіх труднощів принципового, у тому числі й філософського, характеру, до яких вони можуть призвести, до їхнього можливого існування варто поставитися з повною серйозністю та належною увагою.

Не можна, наприклад, виключити, що нори великих розмірів існують у міжзоряному або міжгалактичному просторі - хоча б через концентрацію тієї самої темної енергії, що прискорює розширення Всесвіту.

Однозначної відповіді на питання - як вони можуть виглядати для земного спостерігача і чи існує спосіб їх виявлення - поки що немає. На відміну від чорних дірок у кротових нір може навіть не бути скільки-небудь помітного поля тяжіння (не виключено і відштовхування), а отже, в околицях не варто очікувати помітних концентрацій зірок або міжзоряного газу і пилу.

Але вважаючи, що вони можуть «закорочувати» далекі один від одного області чи епохи, пропускаючи через себе випромінювання світил, цілком можна очікувати, що якась далека галактика видасться надзвичайно близькою.

За рахунок розширення Всесвіту чим далі галактика, тим з більшим зміщенням спектру (у червоний бік) приходить до нас його випромінювання. Але при погляді крізь кротову нору червоного усунення, можливо, й не буде. Або буде, але – інше. Деякі такі об'єкти можна буде спостерігати одночасно двома способами - крізь нору або "звичайним" чином, "мимо нори".

Таким чином, ознака космічної кротової нори може бути наступним: спостереження двох об'єктів з дуже схожими властивостями, але на різних видимих ​​відстанях та з різними червоними зміщеннями.

Якщо кротові нори таки виявлять (чи збудують), перед тією областю філософії, що займається інтерпретацією науки, встануть нові і, треба сказати, дуже непрості завдання. І при всій здається абсурдності тимчасових петель і складності проблем, пов'язаних з причинністю, ця галузь науки, ймовірно, рано чи пізно з цим якось розбереться. Так само, як свого часу «впоралася» з концептуальними проблемами квантової механікита теорії відносності Ейнштейна…

Кирило Бронніков, доктор фізико-математичних наук

Подорож крізь простір та час можливий не лише у фантастичних фільмах та науково-фантастичних книгах, ще трохи і це може стати реальністю. Безліч відомих та шанованих фахівців працюють над дослідженням такого феномену як червоточина та просторово-часовий тунель.

Червоточина, у визначенні фізика Еріка Девіса, якийсь космічний тунель, званий ще горловиною, що з'єднує між собою дві віддалені області у Всесвіті або два різні Всесвіти, - якщо інші Всесвіти існують - або два різних періоди часу, або різні просторові виміри. Незважаючи на те, що існування не доведено, вчені всерйоз розглядають всілякі способи використання червоточин, що проходять, за умови їх існування, для подолання відстані зі швидкістю світла, і навіть переміщень у часі.

Перш ніж використовувати червоточини, вченим необхідно їх знайти. Сьогодні, на жаль, не виявлено доказів існування червоточинів. Але якщо, вони все ж таки існують, їхнє розташування може бути не таким важким, як здається на перший погляд.

Що ж таке червоточини?

Сьогодні існує кілька теорій виникнення червоточин. Математик Людвіг Фламм, який застосовував рівняння відносності Альберта Ейнштейна, перший запропонував термін «червоточина», описуючи процес, коли сила тяжіння може вигнути тимчасовий простір, що відноситься до тканини фізичної дійсності, внаслідок чого і утворюється просторово-часовий тунель.

Алі Евгюн, зі Східного Середземноморського університету на Кіпрі, припускає, що червоточини виникають у місцях щільного скупчення темної матерії. Відповідно до цієї теорії, червоточини могли існувати у зовнішніх областях Чумацького шляху, де є темна матерія, та в межах інших галактик. Математично йому вдалося довести, що є всі необхідні умови для підтвердження цієї теорії.

"У майбутньому буде можливість побічно спостерігати за подібними експериментами, як показано у фільмі "Інтерстелар", - сказав Алі Евгюн.

Торн і ще низка вчених дійшли висновку, що навіть якби внаслідок необхідних факторів утворилася деяка червоточина, вона найімовірніше зруйнувалася б перш ніж якийсь об'єкт чи людина пройшли крізь неї. Для того щоб зберегти червоточину відкритої досить довго знадобилося б велика кількістьтак званої «екзотичної матерії». Одна з форм природної «екзотичної матерії» є темна енергія, Девіс так пояснює її дію: «тиск, значення якого нижче атмосферного, створює гравітаційно-відштовхувальну силу, що в свою чергу штовхає внутрішній простір нашого Всесвіту назовні, що виробляє інфляційне розширення Всесвіту».

Такий екзотичний матеріал, як темна матерія, поширений у Всесвіті вп'ятеро більше, ніж звичайні речовини. До цих пір вченим не вдавалося виявити скупчення темної матерії або темної енергії, тому невідомі багато їх властивостей. Вивчення їх властивостей відбувається за допомогою вивчення простору навколо них.

Через червоточину крізь час – реальність?

Ідея подорожі у часі досить популярна у середовищі дослідників. На теорії червоточин засновано подорож Аліси до Задзеркалля в однойменному романі Льюїса Керролла. Що являє собою просторово-часовий тунель? Регіон простору в далекому кінці тунелю повинен виділятися з області, що знаходиться навколо входу, завдяки спотворенням, подібним до відображення у викривлених дзеркалах. Ще однією ознакою може бути зосереджений рух світла, спрямований через тунель червоточини повітряними течіями. Девіс називає явище на передньому кінці червоточини "каустичним ефектом веселки". Такі ефекти можуть бути з відстані. "Астрономи планують використовувати телескопи для полювання на ці райдужні явища, у пошуках природної або навіть неприродно створеної кротової нори, що проходить", - сказав Девіс. - «Я ніколи не чув про те, що проект таки зрушив з мертвої точки».

В рамках свого дослідження кротових нір, Торн припустив теорію, згідно з якою, червоточину можна буде використовувати як машину часу. Подумки експерименти, пов'язані з подорожами в часі, досить часто стикаються з парадоксами. Мабуть, найвідомішим з них є парадокс дідуся: Якщо дослідник вирушить у минуле і вб'є свого діда, то ця людина не зможе народитися, і відповідно ніколи не повернеться в часі назад. Можна припустити, що зворотного шляхуУ подорожі в часі немає, за словами Девіса, робота Торна відкрила нові можливості для вивчення вченими.

Примарний Зв'язок: Червоточини та Квантовий Світ

"Вся кустарна промисловість теоретичної фізики виростала з теорій, які призвели до розвитку інших просторово-часових методів, що виробляють описані причини парадоксів, пов'язаних із машиною часу", - сказав Девіс. Незважаючи ні на що, можливість використання червоточини для подорожей у часі приваблює і шанувальників фантастики, і бажаючих змінити своє минуле. Девіс вважає, ґрунтуючись на сучасних теоріях, Що для того, щоб зробити з червоточини машину часу, потоки в одному або обох кінцях тунелю необхідно буде прискорити до швидкостей, що наближаються до швидкості світла.

"Виходячи з цього, було б вкрай важко побудувати машину часу на основі червоточини", - сказав Девіс. - "Щодо цього набагато простіше буде використовувати червоточини для міжзоряних подорожей у космосі".

Інші фізики припустили, що подорожі в часі за допомогою червоточини можуть викликати масоване нарощування енергії, яка знищить тунель, перш ніж він може бути використаний як машина часу - процес, відомий як зворотна квантова реакція. Тим не менш, мріяти про потенціал червоточин, як і раніше, весело: "Подумайте про всі можливості, які отримали б люди, якби вони виявили спосіб, що вони могли б зробити, якби могли подорожувати в часі?" - сказав Девіс. - "Їхні пригоди були б дуже цікавими, якщо не сказати більше".