Оддын ертөнц олон нууцлаг зүйлсээр дүүрэн байдаг. Эйнштейний бүтээсэн харьцангуйн ерөнхий онолын дагуу бид дөрвөн хэмжээст орон-цагт амьдардаг. Энэ нь муруй хэлбэртэй бөгөөд таталцал нь бид бүгдэд танил болсон нь энэ өмчийн илрэл юм. Бодис нь нугалж, эргэн тойрон дахь орон зайг "нугалж", илүү их байх тусам нягтралтай байдаг. Орон зай, орон зай, цаг хугацаа бол маш сонирхолтой сэдэв юм. Энэ нийтлэлийг уншсаны дараа та тэдний талаар шинэ зүйл сурах нь дамжиггүй.
Муруйлтын санаа
Таталцлын бусад олон онолуудаас өнөөдөр хэдэн зуугаараа байгаа нь харьцангуйн ерөнхий онолоос нарийн ширийн зүйлээрээ ялгаатай. Гэсэн хэдий ч эдгээр бүх одон орны таамаглалууд нь гол зүйл болох муруйлт гэсэн санааг хадгалдаг. Хэрэв орон зай муруй байвал жишээлбэл, олон гэрлийн жилээр тусгаарлагдсан хэсгүүдийг холбосон хоолойн хэлбэрийг авч болно гэж бид үзэж болно. Тэр ч байтугай бие биенээсээ хол байсан үе ч байж магадгүй. Эцсийн эцэст бид сансар огторгуйг авч үзэхдээ бидэнд танил сансрын тухай биш, харин орон зай-цаг хугацааны тухай ярьж байна. Дотор нь нүхзөвхөн тодорхой нөхцөлд л гарч ирдэг. Бид таныг өтний нүх гэх мэт сонирхолтой үзэгдлийг нарийвчлан үзэхийг урьж байна.
Өтний нүхний тухай анхны санаанууд
Гүн сансар ба түүний нууцлаг зүйлс. GR хэвлэгдсэний дараа муруйлтын тухай бодол шууд гарч ирэв. Австрийн физикч Л. Фламм аль хэдийн 1916 онд орон зайн геометр нь хоёр ертөнцийг холбосон нэг төрлийн нүх хэлбэрээр оршин тогтнох боломжтой гэж хэлсэн байдаг. Математикч Н. Розен, А. Эйнштейн нар 1935 онд таталцлын талбар үүсгэдэг тусгаарлагдсан цахилгаан цэнэгтэй буюу саармаг эх үүсвэрүүдийг дүрсэлсэн харьцангуй ерөнхий онолын хүрээнд тэгшитгэлийн хамгийн энгийн шийдлүүд нь орон зайн "гүүр" бүтэцтэй болохыг анзаарсан. Өөрөөр хэлбэл, тэд хоёр орчлон ертөнц, хоёр бараг хавтгай, ижил орон зай-цагуудыг холбодог.
Хожим нь эдгээр орон зайн байгууламжуудыг "wormhole" гэж нэрлэх болсон нь англи хэлний wormhole гэдэг үгийн нэлээд сул орчуулга юм. Үүний илүү ойр орчуулга нь "хорхойн нүх" (сансарт) юм. Розен, Эйнштейн нар эдгээр "гүүр"-ийг ашиглан энгийн бөөмсийг тэдний тусламжтайгаар дүрслэх боломжийг ч үгүйсгээгүй. Үнэн хэрэгтээ энэ тохиолдолд бөөмс нь цэвэр орон зайн формац юм. Тиймээс цэнэгийн эх үүсвэр, массыг тусгайлан загварчлах шаардлагагүй. Мөн алсын хөндлөнгийн ажиглагч хэрэв өтний нүх нь микроскопийн хэмжээтэй бол эдгээр орон зайн аль нэгэнд байх үед зөвхөн цэнэг, масстай цэгийн эх үүсвэрийг хардаг.
Эйнштейн-Розен "Гүүрүүд"
Цахилгаан шугамууд нэг талаас нүхэнд орж, нөгөө талаас нь хаана ч дуусаагүй, эхлээгүй гардаг. Энэ үеэр Америкийн физикч Ж. Уилер "цэнэггүй цэнэг", "массгүй масс"-ийг олж авдаг гэж хэлсэн. Энэ тохиолдолд гүүр нь хоёр өөр ертөнцийг холбоход үйлчилдэг гэж үзэх шаардлагагүй юм. Хорхойн нүхний хоёр "ам" нь нэг орчлонд, гэхдээ өөр өөр цаг үед, өөр өөр цэгүүдэд гардаг гэсэн таамаглал нь тийм ч оновчтой байх болно. Энэ нь бараг хавтгай танил ертөнцөд оёж байгаа бол энэ нь хөндий "бариул" төстэй зүйл болж хувирдаг. Хүчний шугамууд аманд ордог бөгөөд үүнийг сөрөг цэнэг (электрон гэж хэлье) гэж ойлгож болно. Тэдний гарах ам нь эерэг цэнэгтэй (позитрон). Массын хувьд аль аль талдаа адилхан байх болно.
Эйнштейн-Розены "гүүр" үүсэх нөхцөл
Энэ зураг бүх л сэтгэл татам байдгаараа олон шалтгааны улмаас бөөмийн физикт байр сууриа олж чадаагүй юм. Бичил ертөнцөд зайлшгүй шаардлагатай Эйнштейн-Розены "гүүр"-д квантын шинж чанаруудыг хамааруулах нь тийм ч хялбар биш юм. Бөөмүүдийн (протон эсвэл электрон) цэнэгийн болон массын мэдэгдэж буй утгын хувьд ийм "гүүр" огт үүсдэггүй. Харин "цахилгаан" шийдэл нь "нүцгэн" онцгой байдлыг, өөрөөр хэлбэл цахилгаан орон ба орон зайн муруйлт хязгааргүй болох цэгийг урьдчилан таамаглаж байна. Ийм цэгүүдэд үзэл баримтлалХязгааргүй олон гишүүнтэй тэгшитгэлийг шийдэх боломжгүй тул муруйлттай байсан ч орон-цаг хугацаа утгаа алддаг.
GR хэзээ амжилтгүй болох вэ?
ОТО өөрөө хэзээ ажиллахаа болихыг тусгайлан зааж өгдөг. Хүзүү дээр, "гүүр" -ийн хамгийн нарийн газар холболтын гөлгөр байдлыг зөрчиж байна. Мөн энэ нь маш энгийн зүйл биш гэдгийг хэлэх ёстой. Холын ажиглагчийн байр сууринаас цаг хугацаа энэ хүзүүнд зогсдог. Розен, Эйнштейн хоёрын хоолой гэж бодсон зүйл нь одоо хар нүхний (цэнэгтэй эсвэл төвийг сахисан) үйл явдлын тэнгэрийн хаяа гэж тодорхойлогддог. "Гүүр"-ийн янз бүрийн талаас туяа эсвэл бөөмс нь тэнгэрийн хаяанд өөр өөр "хэсгүүд" дээр унадаг. Мөн түүний зүүн ба баруун хэсгүүдийн хооронд харьцангуйгаар статик бус хэсэг байдаг. Тухайн газрыг туулахын тулд түүнийг давахгүй байх боломжгүй.
Хар нүхээр дамжин өнгөрөх боломжгүй
Харьцангуй том хар нүхний тэнгэрийн хаяанд ойртож буй сансрын хөлөг үүрд хөлддөг бололтой. Түүнээс дохио улам бүр бага багаар хүрдэг … Харин ч хөлөг онгоцны цагийн дагуу тэнгэрийн хаяанд хязгаарлагдмал хугацаанд хүрдэг. Усан онгоц (гэрлийн туяа эсвэл бөөмс) түүний хажуугаар өнгөрөхөд удалгүй онцгой байдал руу гүйх болно. Энд муруйлт хязгааргүй болдог. Ганцаараа (түүн рүү явах замд) сунгасан бие нь урагдаж бутлах нь гарцаагүй. Энэ бол хар нүх хэрхэн ажилладаг тухай бодит байдал.
Нэмэлт судалгаа
1916-17 онд. Reisner-Nordström болон Schwarzschild шийдлүүдийг олж авсан. Тэдний дотортэгш хэмтэй цахилгаан цэнэгтэй, төвийг сахисан хар нүхийг бөмбөрцөг хэлбэрээр дүрсэлдэг. Гэсэн хэдий ч физикчид эдгээр орон зайн нарийн төвөгтэй геометрийг зөвхөн 1950-60-аад оны зааг дээр бүрэн ойлгож чадсан. Чухам тэр үед таталцлын онол, цөмийн физикийн чиглэлээр алдаршсан Д. А. Уилер "өтний нүх", "хар нүх" гэсэн нэр томъёог дэвшүүлсэн юм. Райснер-Нордстрем, Шварцшильд нарын орон зайд үнэхээр сансарт өтний нүх байдаг нь тогтоогдсон. Тэд хар нүх шиг алс холын ажиглагчид огт үл үзэгдэх юм. Мөн тэдний нэгэн адил сансар огторгуй дахь өтний нүхнүүд мөнхийн байдаг. Гэвч хэрэв аялагч тэнгэрийн хаяанаас цааш нэвтрэн орвол тэдгээр нь маш хурдан унадаг тул гэрлийн туяа ч, асар том бөөмс, тэр дундаа хөлөг онгоц ч тэр дундаа нисч чадахгүй. Онцгой байдлыг тойрч өөр ам руу нисэхийн тулд гэрлээс илүү хурдан хөдлөх хэрэгтэй. Одоогоор физикчид энерги болон бодисын хэт шинэ хурдыг үндсэндээ боломжгүй гэж үзэж байна.
Шварцшильд ба Рейснер-Нордстремийн хар нүх
Шварцшилдын хар нүхийг нэвтэршгүй өтний нүх гэж үзэж болно. Рейснер-Нордстремийн хар нүхний хувьд энэ нь арай илүү төвөгтэй, гэхдээ бас нэвтрэх боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч сансар огторгуйд хөндлөн гарах дөрвөн хэмжээст өтний нүхийг олж, дүрслэх нь тийм ч хэцүү биш юм. Та зөвхөн өөрт хэрэгтэй хэмжигдэхүүнийнхээ төрлийг сонгох хэрэгтэй. Метрийн тензор буюу хэмжүүр нь үйл явдлын цэгүүдийн хоорондох дөрвөн хэмжээст интервалыг тооцоолоход ашиглаж болох утгуудын багц юм. Энэхүү багц утгууд нь таталцлын орон ба хоёуланг нь бүрэн тодорхойлдогорон зай-цаг хугацааны геометр. Сансар огторгуйд геометрээр дамжин өнгөрөх өт нүхнүүд нь хар нүхнээс ч хялбар байдаг. Тэдэнд цаг хугацаа өнгөрөх тусам сүйрэлд хүргэдэг хэтийн төлөв байдаггүй. Өөр өөр цэгүүдэд цаг хугацаа өөр хурдаар урсаж болох ч энэ нь эцэс төгсгөлгүй зогсох эсвэл хурдлах ёсгүй.
Хоёр мөр өт хорхойн судалгаа
Байгалиас хорхойн нүх гарч ирэхэд саад тотгор учруулсан. Гэхдээ ямар нэгэн саад бэрхшээл тулгарвал түүнийг даван туулахыг хүсэгчид байхаар зохион байгуулалтад ордог. Эрдэмтэд ч үл хамаарах зүйл биш юм. Хорхойн нүхийг судлах чиглэлээр ажилладаг онолчдын бүтээлийг нөхцөлт байдлаар бие биенээ нөхдөг хоёр хэсэгт хувааж болно. Эхнийх нь өтний нүх байдаг гэж урьдчилан таамаглаж, тэдгээрийн үр дагаврыг авч үзэх болно. Хоёрдахь чиглэлийн төлөөлөгчид юунаас, яаж гарч ирж болох, үүсэхэд ямар нөхцөл шаардлагатай байгааг ойлгохыг хичээж байна. Энэ чиглэлээр эхнийхээс илүү олон бүтээлүүд байгаа бөгөөд магадгүй тэд илүү сонирхолтой байх болно. Энэ хэсэгт өтний нүхний загварыг хайх, мөн шинж чанарыг нь судлах зэрэг орно.
Оросын физикчдийн ололт
Квантын талбайн вакуум туйлшралын улмаас өтний нүх барих материал болох материйн шинж чанар биелэх боломжтой болсон. Оросын физикч Сергей Сушков, Аркадий Попов нар Испани судлаач Давид Хохберг, Сергей Красников нарын хамт саяхан ийм дүгнэлтэд хүрсэн байна. Энэ тохиолдолд вакуум нь тийм биш юмхоосон байдал. Энэ бол хамгийн бага эрчим хүчээр тодорхойлогддог квант төлөв, өөрөөр хэлбэл бодит бөөмс байхгүй талбар юм. Энэ талбарт хос "виртуал" бөөмс байнга гарч ирдэг бөгөөд тэдгээр нь төхөөрөмжид илрэхээс өмнө алга болдог боловч энергийн тензор, өөрөөр хэлбэл ер бусын шинж чанараараа тодорхойлогддог импульс хэлбэрээр тэмдэгээ үлдээдэг. Бодисын квант шинж чанар нь ихэвчлэн бичил ертөнцөд илэрдэг хэдий ч тэдгээрийн үүсгэсэн өт нүх нь тодорхой нөхцөлд ихээхэн хэмжээгээр хүрч чаддаг. Красниковын нэгэн нийтлэлийг "Өтний нүхний аюул" гэдэг.
Философийн асуулт
Хэрэв өтний нүхнүүд хэзээ нэгэн цагт баригдаж эсвэл нээгдвэл шинжлэх ухааны тайлбартай холбоотой философийн салбар шинэ сорилтуудтай тулгарах болно, би хэлэх ёстой, маш хэцүү. Цаг хугацааны гогцоонууд болон учир шалтгааны хүнд хэцүү асуудлуудын хувьд энэ шинжлэх ухааны салбар хэзээ нэгэн цагт үүнийг олж мэдэх болно. Тэд Эйнштейний бүтээсэн квант механик болон харьцангуйн онолын асуудлыг хөндсөн шиг. Орон зай, орон зай, цаг хугацаа - эдгээр бүх асуултууд бүх насны хүмүүсийн сонирхлыг татдаг бөгөөд бидний сонирхлыг үргэлж татах болно. Тэднийг бүрэн мэдэх нь бараг боломжгүй юм. Сансар огторгуйн хайгуул хэзээ ч дуусах магадлал багатай.
