Жылдыздар ааламы көптөгөн сырларга бай. Эйнштейн тарабынан түзүлгөн жалпы салыштырмалуулук теориясына (GR) ылайык, биз төрт өлчөмдүү мейкиндик-убакыт ичинде жашайбыз. Ал ийри, ал эми тартылуу, баарыбызга тааныш, бул касиеттин көрүнүшү. Зат ийилет, айланасындагы мейкиндикти «бүгөт» жана канчалык көп болсо, ошончолук тыгызыраак болот. Мейкиндик, мейкиндик жана убакыт – баары абдан кызыктуу темалар. Бул макаланы окугандан кийин, алар жөнүндө жаңы нерселерди билесиз.
Ийрилик идеясы
Бүгүнкү күндө жүздөгөн тартылуу теориясынын башка көптөгөн теориялары жалпы салыштырмалуулуктан майда-чүйдөсүнө чейин айырмаланат. Бирок, бардык бул астрономиялык гипотезалар негизги нерсени сактап - ийрилик идеясы. Эгерде мейкиндик ийри болсо, анда ал, мисалы, көптөгөн жарык жылдары менен бөлүнгөн аймактарды бириктирген түтүктүн формасын алышы мүмкүн деп болжолдоого болот. А балким, ал тургай, бири-биринен алыс доорлор. Анткени, биз космосту эске алганда бизге тааныш болгон мейкиндик жөнүндө эмес, мейкиндик-убакыт жөнүндө сөз болуп жатат. Анда тешикбелгилүү бир шарттарда гана пайда болот. Биз сизди курт тешиктери сыяктуу кызыктуу кубулуш менен жакындан таанышууга чакырабыз.
Курт тешиктери жөнүндө биринчи идеялар
Терең космос жана анын сырлары. Ийрилик жөнүндө ойлор GR жарыялангандан кийин дароо пайда болгон. Л. Фламм, австриялык физик, 1916-жылы мейкиндик геометриясы эки дүйнөнү бириктирген тешик түрүндө болушу мүмкүн экенин айткан. Математик Н. Розен жана А. Эйнштейн 1935-жылы гравитациялык талааларды түзүүчү обочолонгон электрдик заряддуу же нейтралдуу булактарды сүрөттөгөн жалпы салыштырмалуулук теориясынын алкагында теңдемелердин эң жөнөкөй чечимдери мейкиндик «көпүрө» структурасына ээ экенин байкашкан. Башкача айтканда, алар эки ааламды, эки дээрлик жалпак жана бирдей мейкиндик-убакытты бириктирет.
Кийинчерээк бул мейкиндик структуралар "курт тешиктери" деп аталып калган, бул англисче wormhole деген сөздүн бир топ бош котормосу. Анын жакыныраак котормосу "курт тешиги" (космостогу). Розен жана Эйнштейн бул «көпүрөлөрдү» алардын жардамы менен элементардык бөлүкчөлөрдү сүрөттөө үчүн колдонуу мүмкүнчүлүгүн жокко чыгарышкан эмес. Чынында эле, бул учурда бөлүкчө таза мейкиндик формация болуп саналат. Демек, заряддын булагын же массаны атайын моделдөөнүн кереги жок. Ал эми алыскы тышкы байкоочу, эгерде курт тешигинин микроскопиялык өлчөмдөрү болсо, бул боштуктардын биринде болгондо заряды жана массасы бар чекиттүү булакты гана көрөт.
Эйнштейн-Розен "Көпүрөлөрү"
Электр линиялары чуңкурга бир тараптан кирип, экинчи жагынан эч жерде бүтпөстөн же башталбастан чыгат. Америкалык физик Дж. Уилер бул учурда «зарядсыз заряд» жана «массасыз масса» алынат деп айткан. Бул учурда көпүрө эки башка ааламды бириктирүү үчүн кызмат кылат деп эсептеш керек эмес. Курт тешигинин эки «оозу» тең бир ааламга, бирок анын ар кайсы убакта жана ар башка чекиттеринде чыгат деген божомол дагы туура болмок. Ал дээрлик жалпак тааныш дүйнөгө тигилген болсо, көңдөй "туткасы" окшош нерсе чыгат. Күч сызыктары оозго кирет, аны терс заряд (электрон дейли) деп түшүнүүгө болот. Алар чыга турган ооз оң зарядга (позитрон) ээ. Массага келсек, алар эки тарапта бирдей болот.
Эйнштейн-Розен «көпүрөлөрүн» түзүүнүн шарттары
Бул сүрөт өзүнүн бардык жагымдуулугуна карабастан, көптөгөн себептерден улам бөлүкчөлөр физикасында орун ала элек. Эйнштейн-Розен «көпүрөлөрүнө» кванттык касиеттерди таандык кылуу оңой эмес, алар микродүйнөдө алмаштырылгыс. Мындай "көпүрө" заряддардын жана бөлүкчөлөрдүн массаларынын (протондор же электрондор) белгилүү маанилери үчүн таптакыр түзүлбөйт. "Электрдик" чечим анын ордуна "жылаңач" сингулярдуулукту, башкача айтканда, электр талаасы жана мейкиндиктин ийрилиги чексиз боло турган чекитти болжолдойт. Мындай пункттарда түшүнүкмейкиндик-убакыт, ийрилик болгон учурда да, маанисин жоготот, анткени чексиз сандагы мүчөлөргө ээ болгон теңдемелерди чечүү мүмкүн эмес.
GR качан иштебей калат?
Өз алдынча, OTO качан иштебей турганын так көрсөтөт. Мойнунда «көпүрөнүн» эң тар жеринде байланыштын жылмакайлыгы бузулган. Жана бул өтө маанилүү эмес деп айтуу керек. Алыскы байкоочунун позициясынан убакыт ушул моюнга токтойт. Розен менен Эйнштейн тамак деп ойлогон нерсе азыр кара тешиктин окуя горизонту (заряддалган же нейтралдуу) катары аныкталат. “Көпүрөнүн” ар кайсы тарабындагы нурлар же бөлүкчөлөр горизонттун ар кандай “бөлүмдөрүнө” түшөт. Ал эми анын сол жана оң бөлүктөрүнүн ортосунда, салыштырмалуу айтканда, статикалык эмес аймак бар. Аймактан өтүү үчүн андан өтпөй коюу мүмкүн эмес.
Кара тешиктен өтө албайм
Салыштырмалуу чоң кара тешиктин горизонтуна жакындап келе жаткан космостук кеме биротоло катып калгандай. Андан сигналдар аз жана азыраак жетет… Тескерисинче, кеменин саатына ылайык горизонтко чектүү бир убакытта жетет. Кеме (жарык шооласы же бөлүкчө) анын жанынан өткөндө, ал жакында сингулярлыкка айланат. Бул жерде ийрилик чексиз болуп калат. Сингулярлыкта (дагы эле ага бара жаткан жолдо) созулган тулку сөзсүз үзүлүп, жанчылып калат. Бул кара тешиктин ишинин чындыгы.
Кийинки изилдөө
1916-17-жылдары. Рейснер-Нордстрем жана Шварцшильд чечимдери алынган. Алардасимметриялуу электрдик заряддуу жана нейтралдуу кара тешиктерди сфералык түрдө сүрөттөйт. Бирок физиктер бул мейкиндиктердин татаал геометриясын 1950-60-жылдардын башында гана толук түшүнө алышкан. Дал ошондо гравитация теориясы жана ядролук физика боюнча эмгектери менен белгилүү Д. А. Уилер «курт тешик» жана «кара тешик» терминдерин сунуштаган. Рейснер-Нордстрем жана Шварцшильд мейкиндиктеринде чындап эле космосто курт тешиктери бар экени белгилүү болду. Алар кара тешиктер сыяктуу алыскы байкоочуга таптакыр көрүнбөйт. Жана алар сыяктуу космостогу курт тешиктери түбөлүктүү. Ал эми саякатчы горизонттун ары жагына кирип кетсе, алар ушунчалык тез кулайт, алар аркылуу жарыктын шооласы да, чоң бөлүкчө да, ал тургай, кеме уча албайт. Башка оозго учуп, сингулярдуулукту айланып өтүү үчүн, жарыкка караганда ылдамыраак кыймылдоо керек. Учурда физиктер энергиянын жана заттын супернова ылдамдыгы негизи мүмкүн эмес деп эсептешет.
Шварцшильд менен Рейснер-Нордстремдин кара тешиктери
Шварцшильд кара тешиги өтпөс курт тешиги катары каралышы мүмкүн. Рейснер-Нордстрем кара тешикине келсек, ал бир аз татаалыраак, бирок андан өтүүгө мүмкүн эмес. Ошентсе да, мейкиндикте басып өтүүгө мүмкүн болгон төрт өлчөмдүү курт тешиктерин ойлоп табуу жана сүрөттөө анчалык деле кыйын эмес. Сиз жөн гана керектүү метрика түрүн тандоо керек. Метрикалык тензор же метрика, окуя чекиттеринин ортосундагы төрт өлчөмдүү интервалдарды эсептөө үчүн колдонула турган маанилердин жыйындысы. Бул баалуулуктар топтому гравитациялык талааны да, толугу менен мүнөздөйтмейкиндик-убакыт геометриясы. Космостогу геометриялык жактан өтүүчү курт тешиктери кара тешиктерден да жөнөкөй. Аларда убакыттын өтүшү менен катаклизмдерге алып баруучу горизонттор жок. Ар кандай чекиттерде убакыт башка темп менен кетиши мүмкүн, бирок ал токтобоосу же чексиз ылдамдашы керек.
Эки сап курт тешиктерин изилдөө
Табигат курт тешиктеринин пайда болушуна тоскоол койду. Бирок, адам кандайдыр бир тоскоолдук болсо, аны жеңүүнү каалагандар дайыма боло тургандай иреттелген. Ал эми окумуштуулар да четте калышпайт. Курт тешиктерин изилдөө менен алектенген теоретиктердин эмгектерин шарттуу түрдө бири-бирин толуктап турган эки тармакка бөлүүгө болот. Биринчиси, алардын кесепеттерин кароо менен алектенет, алдын ала курт тешиктери бар деп болжолдойт. Экинчи багыттын өкүлдөрү эмнеден жана кантип пайда болушу мүмкүн экенин, алардын пайда болушу үчүн кандай шарттар зарыл экенин түшүнүүгө аракет кылып жатышат. Бул багытта биринчисине караганда көбүрөөк эмгектер бар жана, балким, алар кызыктуураак. Бул аймак курт тешиктеринин моделдерин издөөнү, ошондой эле алардын касиеттерин изилдөөнү камтыйт.
Орус физиктеринин жетишкендиктери
Маалым болгондой, курт тешиктерин куруу үчүн материал болгон заттын касиеттери кванттык талаалардын вакуумунун поляризациясынын эсебинен ишке ашырылышы мүмкүн. Жакында орус физиктери Сергей Сушков жана Аркадий Попов испаниялык изилдөөчү Давид Хохберг жана Сергей Красников менен бирдикте ушундай жыйынтыкка келишти. Бул учурда вакуум эмесбоштук. Бул эң төмөнкү энергия менен мүнөздөлгөн кванттык абал, башкача айтканда, чыныгы бөлүкчөлөр жок талаа. Бул талаада "виртуалдык" бөлүкчөлөрдүн түгөйлөрү дайыма пайда болуп, алар приборлор тарабынан аныкталганга чейин жок болуп кетишет, бирок энергетикалык тензор, башкача айтканда, адаттан тыш касиеттери менен мүнөздөлгөн импульс түрүндө өз изин калтырышат. Заттын кванттык касиеттери негизинен микрокосмада көрүнгөнүнө карабастан, алар тарабынан түзүлгөн курт тешиктери белгилүү бир шарттарда олуттуу өлчөмдөргө жетиши мүмкүн. Красниковдун макалаларынын бири, демекчи, «Курт тешиктеринин коркунучу» деп аталат.
Философия суроосу
Эгерде курт тешиктери курулуп же ачылып калса, илимди чечмелөө менен алектенген философия тармагы жаңы, жана мен айтып коюшум керек, абдан татаал кыйынчылыктарга туш болот. Убакыт циклинин абсурддуу көрүнгөнүнө жана себептүүлүктүн татаал көйгөйлөрүнө карабастан, илимдин бул чөйрөсү, балким, бир күнү аны түшүнөт. Алар Эйнштейн түзгөн кванттык механиканын жана салыштырмалуулук теориясынын маселелерин чечкен сыяктуу. Мейкиндик, мейкиндик жана убакыт - бул суроолордун баары бардык курактагы адамдарды кызыктырат жана, сыягы, бизди дайыма кызыктырат. Аларды толук билүү дээрлик мүмкүн эмес. Космосту изилдөө эч качан бүтпөйт.
