Historia dziury robaków, teoria, typy, formacja

A tunel czasoprzestrzenny, W astrofizyce i kosmologii jest to fragment, który łączy dwa punkty w tkaninie czasoprzestrzeni. Gdy upadek jabłek zainspirował teorię grawitacji Izaaka Newtona w 1687 r.

Podobnie jak robak udaje się dotrzeć do innego punktu na powierzchni jabłek przez tunel, dziury robaki w czasie kosmicznym stanowią teoretyczne skróty, które pozwalają podróżować do odległych miejsc we wszechświecie w krótszym czasie.

Kosmiczny dziura robaka: wizja artystyczna. Źródło: Pixabay.

Jest to pomysł, który uchwycił i nadal uchwycił wyobraźnię wielu. Tymczasem kosmolodzy dbają o poszukiwanie sposobów weryfikacji swojego istnienia. Ale na chwile nadal podlegają spekulacji.

Aby zbliżyć się do zrozumienia odbiorczych, możliwość podróży w czasie i różnic między otworami robakami a czarnymi dziurami, musisz znajdować się w koncepcji czasu przestrzennego.

[TOC]

Co to jest czasoprzestrzeń?

Pojęcie czasoprzestrzeni jest ściśle powiązane z koncepcją tunetu czasoprzestrzeni. Dlatego najpierw konieczne jest ustalenie, jaka jest jego główna cecha i co jest.

Czas przestrzeni jest miejscem, w którym każde zdarzenia występują we wszechświecie. A z kolei wszechświat to cały czas przestrzeni, zdolny do organizowania wszystkich form energii materialnej i nie tylko ..

Kiedy chłopak spotyka pannę młodą, jest wydarzeniem, ale to wydarzenie ma współrzędne przestrzeni: miejsce spotkania. Oraz tymczasowa współrzędna: rok, miesiąc, dzień i godzina spotkania.

Narodziny gwiazdy lub eksplozja supernowej są również wydarzeniami, które rozwijają się w czasie przestrzennym.

Teraz, w regionie masowego wolnego wszechświata i interakcji, czasoprzestrzeń jest płaska. Oznacza to, że dwa promienie świetlne, które rozpoczynają równolegle, kontynuują takie, o ile pozostają w tym regionie. Nawiasem mówiąc, promień czasu światła jest wieczny.

Oczywiście czasoprzestrzeń nie zawsze jest płaska. Wszechświat zawiera obiekty, które mają masę, które modyfikują czas przestrzeni, powodując krzywiznę czasoprzestrzenną w skali uniwersalnej.

To sam Albert Einstein zdał sobie sprawę, że w czasach inspiracji nazwał „Najszczęśliwszy pomysł mojego życia”, że przyspieszony obserwator jest lokalnie nie do odróżnienia od innego, który jest blisko masywnego obiektu. Jest to słynna zasada równoważności.

I przyspieszony obserwator krzywa czas kosmiczny, to znaczy geometria euklidesowa przestaje być ważna. Dlatego w otoczeniu masywnego obiektu, takiego jak gwiazda, planeta, galaktyka, czarna dziura lub sam wszechświat, czas przestrzeni jest zakrzywiony.

Krzywizna ta jest postrzegana przez ludzi jako siła zwana grawitacją, codziennie, ale tajemniczą jednocześnie.

Grawitacja jest tak zagadkowa, jak siła, która popycha nas do przodu, gdy autobus, na którym nagle podróżujemy. To tak, jakby nagle coś niewidocznego, ciemnego i masywnego, przez kilka chwil położyło się przed nami, improwizując nas do przodu.

Planety poruszają się eliptycznie po słońcu, ponieważ masa tego powoduje depresję na powierzchni czasoprzestrzeni, która sprawia, że ​​planety zakrzywiają swoje trajektorie. Lumowinny promień również zakrzywia swoją trajektorię po depresji w czasie kosmicznym wytwarzanym przez słońce.

Tunele przez przestrzeń - czas

Jeśli czasoprzestrzeń jest zakrzywioną powierzchnią, w zasadzie nic nie zapobiega łączeniu się obszarem z inną przez tunel. Podróżowanie przez taki tunel oznaczałoby nie tylko zmieniające się miejsca, ale także oferuje możliwość pójścia na inny czas.

Może ci służyć: równomiernie przyspieszony ruch prostoliniowy: Charakterystyka, formuły

Pomysł ten zainspirował wiele książek, serii i filmów science fiction, w tym słynną amerykańską serię lat sześćdziesiątych „The Tunction of Time”, a ostatnio „Deep Space 9” franczyzy Star Trek oraz film międzygwiezdnych 2014 z 2014 roku 2014.

Pomysł pochodzi od samego Einsteina, który, szukając rozwiązań w dziedzinie ogólnej względności, znalezione w przypadku Nathana Rosen rozwiązania teoretyczne, które umożliwiło połączenie dwóch różnych regionów czasoprzestrzeni przez tunel, który działał jako skrót.

To rozwiązanie jest znane jako Einstein Bridge - Rosen i pojawia się w pracy opublikowanej w 1935 roku.

Jednak termin „robak” został po raz pierwszy użyty w 1957 roku, dzięki fizykom teoretycznym Johnowi Wheelerowi i Charlesa Misnerowi w publikacji tego roku. Wcześniej rozmawiało o „jednej wymiarowej rur”, aby odnosić się do tego samego pomysłu.

Później w 1980 r. Bohater o imieniu Elly, odkrywa inteligentne życie pozaziemskie w odległości 25 tysięcy lat świetlnych. Carl Sagan chciał, żeby Elly tam podróżowała, ale w sposób, w jaki był naukowo wiarygodny.

Zwiedzanie 25 tysięcy lat świetlnych nie jest łatwym zadaniem dla człowieka, chyba że szukano skrótu. Czarna dziura nie może być rozwiązaniem, biorąc pod uwagę, że zbliżając się do osobliwości, różnicowa grawitacja rozerwałaby statek i jego załogę.

W poszukiwaniu innych możliwości Carl Sagan skonsultował się z jednym z głównych ekspertów w czarnych otworach w tamtych czasach: Kip Thorne, który zaczął myśleć o tej sprawie i zdał sobie sprawę, że mosty Einstein-Rosen lub otwory Wheellera były rozwiązaniem.

Jednak Thorne zdał sobie również sprawę, że rozwiązanie matematyczne było niestabilne, to znaczy tunel otwiera się, ale wkrótce dusi się i znika.

Niestabilność tunefikowania

Czy można użyć tunesu do podróży na duże odległości w przestrzeni i czasie?

Od czasu ich opracowania, tunele stały się w wielu działkach science fiction, aby zabrać swoich bohaterów do odległych miejsc i doświadczyć paradoksów czasu nieliniowego.

Kip Thorne znalazł dwa możliwe rozwiązania problemu niestabilności stojaków stojakowych:

• Poprzez dzwonienie Piana kwantowa. W skali Plancka (10^-35 m) Istnieją fluktuacje kwantowe zdolne do łączenia dwóch obszarów czasoprzestrzennych przez mikrotunnele. Bardzo zaawansowana hipotetyczna cywilizacja może znaleźć sposób na poszerzenie fragmentów i zachowanie ich wystarczająco dużo czasu, aby człowiek mógł przejść.
• Masa ujemna. Zgodnie z obliczeniami opublikowanymi w 1990 r. Przez Thorne, potrzebne byłyby ogromne ilości tej dziwnej materii, aby utrzymać końce otworu robaka.

Niezwykłą rzeczą w tym ostatnim rozwiązaniu jest to, że w przeciwieństwie do czarnych dziur, nie ma osobliwości ani zjawisk kwantowych, a przepustka ludzi przez tego rodzaju tunel byłby wykonalny.

W ten sposób odamno -hodowli pozwolą nie tylko łączyć odległe regiony w przestrzeni, ale także rozdzielone z czasem. Dlatego są maszynami do podróży na czas.

Stephen Hawking, wielkie odniesienie do kosmologii zmarłego dwudziestu lat.

Może ci służyć: fizyka w średniowieczu

To nie zmniejszyło duchów innych badaczy, którzy zasugerowali możliwość, że dwie czarne dziury w różnych obszarach czasoprzestrzeni są połączone wewnętrznie za pomocą dziury robaka.

Chociaż nie byłoby to praktyczne w przypadku podróży z czasem kosmicznym, ponieważ oprócz udręk, które doprowadziłyby do wyjątkowości czarnej dziury, nie byłoby możliwości wyjścia na drugim końcu, ponieważ jest to kolejna czarna dziura.

Różnice między czarnymi otworami i odamnoleśniami

Mówiąc o dziurze robaków, natychmiast pomyślisz o czarnych dziurach.

Czarna dziura jest naturalnie uformowana, po ewolucji i śmierci gwiazdy, która ma pewną masę krytyczną.

Powstaje po tym, jak gwiazda wyczerpuje paliwo nuklearne i zaczyna nieodwracalnie kurczyć się z powodu własnej siły grawitacyjnej. Nadal powoduje takie zawalenie się, że nic w mniejszej odległości niż promień horyzontu zdarzenia nie może uciec, nawet światło.

Dla porównania, dziura robaka jest wyjątkowym wyglądem, konsekwencją hipotetycznej anomalii w krzywizmie czasoprzestrzeni. Teoretycznie można je przejść.

Gdyby jednak ktoś próbował przejść przez czarną dziurę, intensywna grawitacja i ekstremalne promieniowanie w bliskim środowisku osobliwości sprawiłyby, że jest to cienka nić cząstek subatomowych.

Istnieje pośredni i tylko najnowsze dowody istnienia czarnych dziur. Wśród tych dowodów jest emisja i wykrywanie fal grawitacyjnych do przyciągania i obrotu dwóch kolosalnych czarnych otworów, wykrytych przez obserwatorium fali grawitacyjnej LIGO.

Istnieją dowody, że w centrum Wielkich Galaktyk, ponieważ nasza Droga Mleczna jest super masywna czarna dziura.

Szybki obrót gwiazd w pobliżu centrum, a także ogromna ilość promieniowania o wysokiej częstotliwości, które emanuje stamtąd, są pośrednimi dowodami, że istnieje ogromna czarna dziura, która tłumaczy obecność tych zjawisk.

Ledwo 10 kwietnia 2019 r. Pierwsze zdjęcie supermasywnej czarnej dziury (7000 milionów razy masa słońca) pokazano światu, położonym w bardzo odległej galaktyce: Messier 87 w konstelacji Panny, do 55 do 55 milion lat świetlnych Ziemi.

To zdjęcie czarnej dziury było możliwe dzięki światowej sieci teleskopów zatytułowanej „Event Horizon Telescope”, z udziałem ponad 200 naukowców na całym świecie.

Zamiast tego nie ma jak dotąd żadnych dowodów. Naukowcy byli w stanie wykryć i monitorować czarną dziurę, jednak to samo nie było możliwe w przypadku tunelu czasoprzestrzeni.

Dlatego są hipotetycznymi przedmiotami, choć teoretycznie wykonalne, ponieważ w czasie były również czarnymi otworami.

Różnorodność/rodzaje tuneli

Chociaż nie zostały jeszcze wykryte, a może dokładnie z tego powodu, wyobrażono różne możliwości stojaków. Wszystkie są teoretycznie wykonalne, ponieważ równania Einsteina dotyczące ogólnej względności spełniają. Są tu jakieś:

• Tunele, które łączą dwa regiony czasoprzestrzenne tego samego wszechświata.
• No tuby tunele zdolne do połączenia wszechświata z innym wszechświatem.
• Einstein-Rosen mosty, w których sprawa mogłaby przenieść się z jednego otworu do drugiego. Chociaż ten fragment materii spowodowałby niestabilność, zawalenie się tunelu na siebie.
• Dziurka robaka Kipa Thorne'a z kulistą kaskrem masy negatywnej. Jest stabilny i wykładalny w obu kierunkach.
• SO -CALLED SCHWARZSCHILD WORME, składający się z dwóch połączonych czarnych otworów. Nie są one wykładowalne, ponieważ materia i światło są uwięzione między obiema skrajnościami.
• Dzienno stajone z obciążeniem i/lub obrotem lub kerr, składające się z dwóch wewnętrznie połączonych czarnych otworów, skrzyżowanych w jednym kierunku.
• Kwantowa pianka czasoprzestrzenna, której istnienie jest teoretyczne na poziomie subatomowym. Piana składa się z wysoce niestabilnych tuneli subatomowych, które łączą różne obszary. Aby je ustabilizować i rozszerzyć, wymagane byłoby tworzenie plazmy kwarków i gluonów, co wymagałoby niemal nieskończonej ilości energii na jej wytwarzanie.
• Niedawno, dzięki teorii strun, teoretyzował dziury robaków utrzymywane przez kosmiczne liny.
• Czarny, a następnie oddzielone czarne dziury, z których powstaje dziura w czasie kosmicznym, lub most Einstein-Rosen, który pozostaje zjednoczony przez grawitację. To jest teoretyczne rozwiązanie zaproponowane we wrześniu 2013 r. Przez fizyki Juana Maldaceny i Leonarda Susskind. 

Może ci służyć: promienie anodowe

Wszystkie są całkowicie możliwe, ponieważ nie są sprzeczne z równaniami Einsteina ogólnej względności.

Czy można zobaczyć tune?

Przez długi czas czarne dziury były teoretycznymi rozwiązaniami równań Einsteina. Sam Einstein zakwestionował możliwość, że mogą zostać wykryte przez ludzkość.

Albert Einstein (1879–1955), autor Theory of Teory of Relativity. Źródło: Pixabay.

Tak więc przez długi czas czarne dziury pozostały teoretyczne prognozę, dopóki nie znaleźli i nie zlokalizowały. Naukowcy mają taką samą nadzieję w odniesieniu.

Jest bardzo możliwe, że oni też tam są, ale nie nauczył się jeszcze ich zlokalizować. Chociaż według bardzo najnowszej publikacji, tuneghole pozostawiłyby ślady i cienie, które można zaobserwować, nawet z teleskopami.

Uważa się, że fotony poruszają się po tunelu, generując światło pierścień. Najbliższe fotony wpadają do środka i pozostawiają cień, który pozwoli im odróżnić je od czarnych dziur.

Według Rajibul Shaikha, fizyka Tata Institute for Fundamental Research of Mumbai w Indiach, rodzaj obrotowego otworu robaka wytworzyłby coraz większy cień niż w czarnej dziurze.

W swojej pracy Shaikh zbadał teoretyczne cienie rzutowane przez pewien rodzaj obracających się tunelu, koncentrując się na kluczowym papierze otwór.

Shaikh przeanalizował również zależność cienia wraz z obracaniem dziury robaka, a także porównał go z cieniem, który wyświetla czarną obrotową otwór Kerr, znajdując znaczące różnice. To całkowicie teoretyczna praca.

Oprócz tego, na chwile stojaki stojaki pozostają jak matematyczne abstrakcje, ale możliwe jest, że niektórzy będą w stanie zobaczyć niektóre. Co jest na drugim końcu, w tej chwili nadal jest przedmiotem przypuszczenia. 

Bibliografia

1. Kwantowa rozrywka Peudes, aby doprowadzić do grawitacji. Zaczerpnięte ze Sciencealdia.com
2. Progress of Physics, vol 61, wydanie wrzesień 2013 Strony 781 -811
3. Tunel czasoprzestrzenny. Zaczerpnięte z Wikipedii.org
4. Czas, przestrzeń. Zaczerpnięte z Wikipedii.org.
5. David Nield (2018). Crazy New Paper sugeruje, że tunele rzucają cienie, które mogliśmy łatwo zobaczyć z teleskopami. Zaczerpnięte ze Sciencealert.com