Google+ Followers

пятница, 20 июля 2012 г.

ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ - МАШИНЫ ВРЕМЕНИ?


Черная дыра - возможно единственная физическая возможность путешествия во времени, и эта идея будоражила многие ученые умы. Любой объект, который окружен искривленным пространством-временем, необходимым для путешествий во времени, по самой своей природе должен быть сверх опасным: вихрь огромной силы, который непременно уничтожит отважного путешественника. Поэтому физики попытались разработать теоретически приемлемую машину времени без побочных эффектов в виде неизбежной смерти. Отправная точка ученых - черные дыры.


Считается, что черные дыры втягивают все вокруг себя, в том числе свет, и назад не выпускают. Но в действительности они имеют другие свойства, а именно то, что пространство-время вокруг них - искривлено. Плотность черных дыр стремится к бесконечности, поэтому она подводит материю пространства-времени к критической точке, образуя глубокую воронку с очень маленьким разрезом в нижней части.

Многих интересует, что лежит по другую сторону этого разреза. В 1935 году Эйнштейн со своим коллегой Натаном Роузеном выдвинули гипотезу о том, что маленький разрез в черной дыре может быть связан с другим маленьким разрезом в другой черной дыре, соединяя две несоизмеримые части пространства-времени узким каналом, или горловиной. Мост Эйнштейна- Роузена, как позже назвали это понятие, выглядит как черная дыра, связанная со своим отражением в зеркале.

Этот мост, наподобие черного хода, ведущего из одной черной дыры в другую, сегодня известен как "червоточина". Теоретически такой портал мог бы служить проходом сквозь пространство-время, а это как раз то, что нужно для путешествия во времени.

Следующий шаг - видоизменение "червоточины".

Проблема "червоточин" состоит в том, что канал между двумя черными дырами - микроскопичен, меньше атомного ядра, и открывается только лишь на долю секунды. Даже свет - самое быстрое, что есть во Вселенной, не успел бы пройти по этому каналу. Каким бы прочным не был космический корабль, неизмеримые силы гравитации черных дыр непременно разорвут нашего путешественника. Из-за этих и других проблем мост Эйнштейна-Роузена многие годы воспринимался лишь как любопытная геометрическая конструкция, теоретическое изыскание, которое не могло пригодиться даже путешественникам во времени из научной фантастики. Уравнения Эйнштейна могло быть допустимым только для "червоточин", но никак не для Вселенной. Перемены в этом вопросе произошли в 1980 г, когда физик из Калифорнийского Технологического Института (КТИ) предложил новый способ использования "червоточин" - в качестве машин времени.

Если Эйнштейн и Роузен - это архитекторы прохода сквозь пространство-время, то Кип Торн из КТИ - его структурный инженер. На основе наброска, который оставили Эйнштейн и Роузен, Торн создал алгоритм, который в строгих математических выражениях описывает физику и принцип работы машины-времени. Конечно, построение временного портала Торна требует такого уровня технологического развития, для достижения которого нам нужны столетия. Но, по мнению некоторых специалистов, его работа доказывает, что путешествия во времени возможны, v по крайней мере, в теории.

Торну нужно было решить проблему, как продержать канал "червоточины" открытым достаточно долго для того, чтобы можно было сквозь него пройти. Обычной материи это бы не удалось: какой бы она не была прочной, подобного путешествия она не выдержит. Торну нужно было вещество, которое может противостоять черной дыре. Ему нужна была антигравитация.

В отличие от обычной материи, которая сжимает пространство вокруг себя, антигравитация v или негативная энергия, как ее иногда называют, v как бы расталкивает его. В теории антигравитация помещена внутрь "червоточины", раскрывая его достаточно широко для того, чтобы космонавт или даже космический корабль мог через него пройти. Антигравитация могла бы справиться с такой задачей, но проблема в том, как ее добыть. Эйнштейн первым предположил существование антигравитации в 1915 году, а подтвердилось его гипотеза через восемьдесят лет. Но антигравитация Эйнштейна очень разреженна, как ложка сахара, растворенная в Тихом океане. А для того чтобы открыть "червоточину", нужен постоянный поток антигравитации.

На сегодняшний день лучшим кандидатом для создания концентрированной антигравитации считается так называемый эффект Казимира. Если две ровные металлические пластины поместить на расстояние друг от друга равное толщине человеческого волоса, они будут генерировать небольшое количество негативной энергии. Если количество этой энергии увеличить во много раз, то ее можно будет использовать для создания "червоточины". Тем временем расширение ослабит окружающую гравитацию, что не позволит разорвать путешественника на части.

Как только с помощью антигравитации будет открыт портал, путешественник, пройдя через него, окажется в очень отдаленном месте. Но ему нужно перемещаться не только в пространстве, но и во времени. Поэтому следующий шаг теории Торна - это десинхронизация двух зон на разных концах "червоточины". Для этого Торн применил старый прием Эйнштейна. Главным постулатом теории относительности Эйнштейна является то, что для быстро перемещающихся объектов течение времени замедляется. Торн применил этот принцип к черной дыре на одной из сторон "червоточины". Представьте, что одну из черных дыр "заарканивают" с помощью "клетки" из негативной энергии и тянут по Вселенной почти со скоростью света. Для этой черной дыры время будет идти медленней, чем для той, что будет оставаться на месте на другом конце "червоточины". Со временем эти черные дыры десинхронизируются и будут объектами, соединенными "червоточиной", но существующими в разных эрах. Исследователь, который войдет в "червоточину" со стороны неподвижной черной дыры, попадет в черную дыру, которая движется, то есть окажется в прошлом. Таким образом "червоточина" будет служить настоящим временным порталом.

Последнее открытие в области физики перемещений во времени было сделано в 1991 году астрофизиком Дж. Ричардом Готтом III, который предположил, что гипотетические объекты, называемые космическими струнами, могли бы переместить космонавта во времени. Космические струны - это длинные, тонкие объекты, которые, по мнению некоторых ученых, образовались в первые дни существования Вселенной. Их длина бесконечна, а ширина - не больше атома, но они имеют такую огромную плотность, что несколько километров такой струны были бы тяжелее Земли.

Предположение Готта основывается на идеализированном понятии космических струн. Для того, что бы их можно было использовать в качестве машины времени, две космические струны должны двигаться параллельно друг другу со скоростью света, как две машины, на встречных полосах по шоссе. При встречном движении струн, пространство-время будет сильно искривляться под влиянием этих быстро движущихся нитей. Путешественник во времени может использовать эти искривления, пролетая вокруг сдвоенных струн на космическом корабле. Если он правильно рассчитает время, искривления пространства-времени позволят ему вернуться в исходную точку. Все это означает, что согласно законам физики, перемещения во времени - возможны, но очень трудно достижимы.

Комментариев нет:

Отправить комментарий