Эйнштейний онол хар нүх, өтний нүхийг хэрхэн таамаглаж байсан. Сансар дахь өтний нүхнүүд

Эйнштейн-Розены гүүр

Хар нүхний харьцангуй тодорхойлолтыг Карл Шварцшильд бичсэн байдаг. 1916 онд Эйнштейн алдарт тэгшитгэлээ бичсэнээс хэдхэн сарын дараа Шварцшильд тэдгээрийн яг шийдлийг олж, асар том хөдөлгөөнгүй оддын таталцлын талбайг тооцоолж чадсан юм.

Schwarzschild-ийн шийдэл хэд хэдэн байсан сонирхолтой онцлог. Нэгдүгээрт, хар нүхний эргэн тойронд "буцах боломжгүй цэг" байдаг. Энэ радиусаас бага зайд ойртож буй аливаа биет хар нүхэнд зайлшгүй сорогдон, зугтаж чадахгүй. Шварцшильдын радиус дотор байх азгүй хүн хар нүхэнд баригдаж, дарагдаж үхэх болно. Одоогоор хар нүхнээс энэ зай гэж нэрлэгддэг Шварцшильд радиус,эсвэл үйл явдлын давхрага(хамгийн алслагдсан харагдах цэг).

Хоёрдугаарт, Шварцшильдын радиус дотор байгаа хэн бүхэн орон зай-цаг хугацааны “нөгөө талд” “толин тусгал ертөнц”-ийг нээх болно (Зураг 10.2). Энэ хачирхалтай толь орчлон ертөнцтэй харилцах боломжгүй байсан тул Эйнштейн санаа зовсонгүй. Хар нүхний төв рүү илгээсэн аливаа сансрын мэдрэгч нь хязгааргүй муруйлттай тулгарах болно; өөрөөр хэлбэл таталцлын орон хязгааргүй байх ба аливаа материаллаг биет устах болно. Атомуудаас электронууд тасарч, цөм дэх протон, нейтронууд хүртэл өөр өөр чиглэлд тархах болно. Түүгээр ч барахгүй өөр орчлонд нэвтрэн орохын тулд датчик гэрлийн хурдаас илүү хурдан явах шаардлагатай бөгөөд энэ нь боломжгүй юм. Ийнхүү толин тусгал ертөнц нь Шварцшильдын шийдлийг ойлгоход математикийн хувьд зайлшгүй шаардлагатай боловч үүнийг хэзээ ч физикийн хувьд ажиглах боломжгүй юм.

Цагаан будаа. 10.2. Эйнштейн-Розены гүүр нь хоёр өөр ертөнцийг холбодог. Эйнштейн энэ гүүрэн дээр унасан ямар ч пуужин сүйрнэ гэж итгэж байсан бөгөөд энэ нь эдгээр хоёр ертөнцийн хооронд холбоо тогтоох боломжгүй гэсэн үг юм. Гэвч хожмын тооцооллоор платформ дээр аялах нь маш хэцүү байсан ч боломжтой хэвээр байгааг харуулсан.

Үүний үр дүнд хоёр ертөнцийг холбосон алдарт Эйнштейн-Розены гүүр (гүүрийг Эйнштейн болон түүний хамтран зохиогч Натан Розен нарын нэрээр нэрлэсэн) математикийн хачирхалтай зүйл гэж үздэг. Энэ гүүр нь хар нүхний математикийн уялдаатай онолыг олж авахад зайлшгүй шаардлагатай боловч Эйнштейн-Розены гүүрээр дамжуулан толин тусгал ертөнцөд хүрэх боломжгүй юм. Удалгүй Эйнштейн-Розены гүүрийг таталцлын тэгшитгэлийн бусад шийдлүүдэд, тухайлбал, хар нүхний Рейснер-Нордстремийн шийдэлд нээсэн. цахилгаан цэнэг... Гэсэн хэдий ч Эйнштейн-Розены гүүр харьцангуйн онолын сонирхолтой боловч мартагдсан хэрэглээ хэвээр үлджээ.

1963 онд Эйнштейний тэгшитгэлийн өөр нэг шийдлийг олсон Шинэ Зеландын математикч Рой Керрийн бүтээл гарч ирснээр байдал өөрчлөгдөж эхлэв. Керр нурж буй аливаа од эргэдэг гэж үздэг байв. Гараа ойртуулах тусам хурд нь нэмэгддэг эргэдэг уран гулгагч шиг од нурах тусам хурдан эргэлдэх нь гарцаагүй. Тиймээс Шварцшильдын хар нүхний суурин шийдэл нь Эйнштейний тэгшитгэлд физикийн хувьд хамгийн тохиромжтой шийдэл биш байв.

Керрийн санал болгож буй шийдэл харьцангуйн онолын асуудалд шуугиан тарьсан. Астрофизикч Субраманиан Чандрасехар нэгэнтээ:

Миний амьдралын хамгийн гайхалтай үйл явдал шинжлэх ухааны амьдрал, өөрөөр хэлбэл дөчин таван жилийн дараа Шинэ Зеландын математикч Рой Керрийн нээсэн Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийн яг шийдэл нь тоо томшгүй олон том хар нүхнүүдийг дүүргэж буйг туйлын үнэн зөвөөр дүрслэн харуулах нь тодорхой болсон. орчлон ертөнц. Математик дахь гоо сайхныг эрэлхийлэхэд хүргэсэн энэхүү нээлт нь байгальд яг ижил төстэй зүйл олсон гэсэн энэхүү "гоо сайхныг биширдэг" энэ гайхалтай баримт нь гоо үзэсгэлэн бол хүний ​​оюун ухаан хамгийн гүн гүнзгий, хамгийн утга учиртай түвшинд хариу үйлдэл үзүүлдэг зүйл гэдгийг надад итгүүлж байна.

Гэсэн хэдий ч Керр асар том эргэдэг од нэг цэгт шахагдаагүй болохыг олж мэдэв. Үүний оронд эргэдэг од нь гайхалтай шинж чанартай цагираг болох хүртэл хавтгайрсан байна. Хэрэв та хажуу талаас хар нүх рүү датчик хөөргөвөл энэ цагирагт оногдож, бүрэн устгагдах болно. Хэрэв та цагираг руу хажуу талаас нь ойртвол орон зай-цаг хугацааны муруйлт хязгааргүй хэвээр байна. Тэгэхээр энэ төвийг "үхлийн цагираг" хүрээлсэн хэвээр байна. Гэхдээ хэрэв та сансрын датчикийг дээрээс эсвэл доороос цагираг руу хөөргөвөл энэ нь том боловч хязгаарлагдмал муруйлттай тулгарах болно; өөрөөр хэлбэл таталцлын хүч хязгааргүй байх болно.

Керрийн шийдлээс гаргасан энэхүү гэнэтийн дүгнэлт нь эргэлтийн тэнхлэгийн дагуу эргэлдэж буй хар нүх рүү хөөргөсөн аливаа сансрын датчик зарчмын хувьд төв дэх таталцлын талбайн асар их боловч хязгаарлагдмал нөлөөг даван туулж, түүнийг орчлон ертөнцийн толин тусгал болгож чадна гэсэн үг юм. хязгааргүй муруйлтын нөлөөн дор сүйрлээс зайлсхийх. Эйнштейн-Розены гүүр нь орон зайн хоёр бүсийг холбосон хонгилын үүрэг гүйцэтгэдэг; Энэ бол "өт хорхой" эсвэл "мэнгэний нүх" юм. Тиймээс Керрийн хар нүх нь өөр ертөнц рүү нэвтрэх гарц юм.

Одоо бидний пуужин Эйнштейн-Розены гүүрэн дээр дуусна гэж төсөөлөөд үз дээ. Тэрээр эргэлдэж буй хар нүх рүү ойртож байхдаа цагираг хэлбэртэй эргэлдэж буй одыг харав. Хажуу талаасаа хар нүх рүү пуужин бууж байгаа юм шиг санагдана хойд туйл, сүйрлийн мөргөлдөөн хүлээж байна. Гэвч цагираг руу ойртоход орчлон ертөнцийн толин тусгалын гэрэл мэдрэгчүүдэд хүрдэг. Учир нь бүх зүйл цахилгаан соронзон цацраг, тэр дундаа радаруудаас хар нүхний тойрог замд хөдөлж, хар нүхний эргэн тойронд олон удаа өнгөрч, манай радарын дэлгэц дээр дохио гарч ирдэг. Толин тусгалтай "инээдийн танхим" -ыг санагдуулам эффект бий болж, бид тал бүрээс олон тооны тусгалд төөрөгддөг. Гэрэл нь олон толин тусгал дээр тусч, өрөө бидний хуулбараар дүүрэн мэт хуурмаг байдлыг бий болгодог.

Керрийн хэлснээр хар нүхээр дамжин өнгөрөхөд ижил нөлөө ажиглагдаж байна. Нэг гэрлийн туяа хар нүхийг олон удаа тойрон эргэдэг тул манай пуужингийн радар хар нүхийг тойрон эргэлдэж буй дүрсийг илрүүлж, тэнд байхгүй биетүүдийн хуурмаг байдлыг бий болгодог.

Хар нүх ба залуу орчлонгууд номноос зохиолч Хокинг Стивен Уильям

8. Эйнштейний мөрөөдөл 20-р зууны эхний жилүүдэд хоёр шинэ онол бидний орон зай, цаг хугацаа, бодит байдлын талаарх ойлголтыг бүрэн өөрчилсөн. Далан таван жилийн дараа бид тэдгээрийн утгыг одоог хүртэл мэдэж байгаа бөгөөд бүх зүйлийг тайлбарлах нэг онол болгон нэгтгэхийг хичээж байна.

Никола Теслагийн Илчлэлтүүд номноос Тесла Никола

Номноос Хамгийн шинэ номбаримтууд. 3-р боть [Физик, хими, технологи. Түүх, археологи. Төрөл бүрийн] зохиолч Кондрашов Анатолий Павлович

Шинжлэх ухааны шийдэгдээгүй таван асуудал номноос Уиггинс Артур

"Өөрийгөө танин мэдэх ертөнц" номноос. Ухамсар материаллаг ертөнцийг хэрхэн бий болгодог Амит Госвами бичсэн

Эйнштейний сансар судлалын хувь нэмэр Мананцарын мөн чанарыг онолын хувьд ойлгоход ихээхэн хувь нэмэр оруулсан хувь нэмэр нь одон орон судлалд Швейцарь улсаас ирсэн. Марсель Гроссманн бол Швейцарийн дээд боловсролын төгсөгчдийн нэг юм техникийн сургуульЦюрих дэх (Политехникийн). Түүний дотор

Амьд болор номноос зохиолч Гегузин Яков Евсеевич

Лазерын түүх номноос зохиолч Бертолотти Марио

Орчин үеийн физикийг хэн зохион бүтээсэн бэ? Галилейгийн савлуураас квант таталцал зохиолч Горелик Геннадий Ефимович

ЭЙНШТЕЙН БА ДЭБУИЙН ОНОЛ Дюлонг, Пети хоёрыг нээсэн нь болорын дулаан багтаамжийн мөн чанарыг тодруулахад бараг зуун жил үргэлжилсэн түүхэн дэх анхны үе шат болсон юм. Дараагийн хоёр үе шат нь 20-р зууны агуу физикчид болох Альберт Эйнштейн, Питер Деби нарын нэртэй холбоотой юм. Тэдний ололт амжилт нь холбоотой

Hyperspace номноос Каку Мичио

Эйнштейний хувийн амьдрал Өмнөх жилүүдэд шаргуу хөдөлмөрлөсний эцэст 1917 онд Эйнштейн хүнд өвчтэй болжээ. Түүний үеэл Эльза Эйнштейн Ловентал хэмээх худалдаачинтай гэрлэлтээ цуцлуулж, Эйнштейнтэй үеэллэж, 1919 оны 6-р сард Альберт, Эльза нар гэрлэжээ. Эльза,

"Хааны шинэ оюун ухаан" номноос [Компьютер, сэтгэлгээ, физикийн хуулиудын тухай] Пенроуз Рожер

Бозе-Эйнштейний конденсац Орчин үеийн физикийн хамгийн гайхалтай үр дүнгийн нэг нь 1995 онд олж авсан Бозе-Эйнштейний конденсацийн туршилтын нотолгоо байсан нь эргэлзээгүй. 1924 онд Эйнштейн материйн онцгой төлөв байдгийг урьдчилан таамаглаж байсан

"Цаг хугацааны эргэн ирэлт" номноос [Эртний сансар судлалаас ирээдүйн сансар судлал хүртэл] Смолин Ли бичсэн

7-р бүлэг Эйнштейний орон зай-цаг хугацаа

Гравитаци номноос [Болор бөмбөрцөгөөс өтний нүх хүртэл] зохиолч Петров Александр Николаевич

6. Эйнштейний өшөө авалт Супер тэгш хэм бол бүх бөөмсийг бүрэн нэгтгэх эцсийн шийдэл юм. Абдус Садам Калуза-Клейний онолыг сэргээж байна Энэ асуудлыг "бүх цаг үеийн шинжлэх ухааны хамгийн том асуудал" гэж нэрлэдэг. Хэвлэлээр үүнийг физикийн ариун дагшин, нэгдэх хүсэл гэж нэрлэдэг байв

Зохиогчийн номноос

Зохиогчийн номноос

Зохиогчийн номноос

3. Эйнштейний тэгшитгэл байгуулах Одоо бид харьцангуй ерөнхий онолоор таталцлын тэгшитгэлийг байгуулах боломжтой боллоо. 6-р бүлэгт дурьдсанчлан 20-р зууны эхээр таталцлын харилцан үйлчлэл нь орон зай-цаг хугацааны муруйлтаар илэрхийлэгддэг гэж үздэг. Үүний зэрэгцээ орон зай-цаг хугацаа

Зохиогчийн номноос

4. Эйнштейний тэгшитгэлийг шийдвэрлэх Гэвч хэрэв тэгшитгэл байгаа бол тэдгээрийг шийдэх хэрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл, тодорхой асуудал, загвар бүрийн хязгаарлалт, нөхцлийн дагуу орон зай-цаг хугацааны цэг бүрт метрийн коэффициентийг олж, улмаар түүний геометрийг тодорхойлох шаардлагатай.

Харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн (GR) үндсэн тэгшитгэлтэй бүтээлийг хэвлүүлэхэд зориулав. Энэ нь хожим тодорхой болсон шинэ онол 2015 онд зуун жил болж буй таталцлын хүч нь хар нүх, орон зай-цаг хугацааны хонгил байгааг таамаглаж байна. Тэдний тухай Lenta.ru танд хэлэх болно.

GTO гэж юу вэ

Харьцангуйн ерөнхий онол нь эквивалент ба ерөнхий ковариацын зарчимд суурилдаг. Эхний (сул зарчим) нь инерцийн (хөдөлгөөнтэй холбоотой) ба таталцлын (хүчтэй зарчим) массын пропорциональ байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд хязгаарлагдмал орон зайд (хүчтэй зарчим) таталцлын орон ба түргэвчилсэн хөдөлгөөнийг ялгахгүй байхыг зөвшөөрдөг. Сонгодог жишээ бол цахилгаан шат юм. Дэлхийтэй харьцуулахад жигд хурдассан дээшээ хөдөлгөөнтэй тул тэнд байгаа ажиглагч нь таталцлын хүчтэй талбарт байгаа эсэх, эсвэл хүний ​​​​биед хөдөлж байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжгүй юм.

Хоёрдахь зарчим (ерөнхий ковариац) нь 1905 он гэхэд Эйнштейн болон бусад физикчдийн бүтээсэн харьцангуйн тусгай онолыг өөрчлөх явцад харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлүүд хэлбэрээ хадгалдаг гэж үздэг. Эквивалент ба ковариацын тухай санаанууд нь асар том биетүүдийн дэргэд муруй байдаг нэг орон зай-цаг хугацааг авч үзэх хэрэгцээг бий болгосон. Энэ нь харьцангуйн ерөнхий онолыг орон зай үргэлж хавтгай байдаг Ньютоны сонгодог таталцлын онолоос ялгадаг.

Дөрвөн хэмжигдэхүүн дэх харьцангуй ерөнхий онолд зургаан бие даасан дифференциал тэгшитгэлхэсэгчилсэн дериватив хэлбэрээр. Тэдгээрийг шийдвэрлэхийн тулд (орон зай-цаг хугацааны муруйлтыг тодорхойлсон метрийн тензорын тодорхой хэлбэрийг олох) хилийн болон координатын нөхцөл, түүнчлэн энерги-моментийн тензорыг тодорхойлох шаардлагатай. Сүүлийнх нь орон зай дахь бодисын тархалтыг тодорхойлдог бөгөөд дүрмээр бол онолд ашигласан төлөв байдлын тэгшитгэлтэй холбоотой байдаг. Нэмж дурдахад харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлүүд нь ихэвчлэн харанхуй энергитэй холбоотой сансар судлалын тогтмолыг (ламбда нэр томъёо) нэвтрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд магадгүй харгалзах скаляр талбар юм.

Хар нүхнүүд

1916 онд Германы математикийн физикч Карл Шварцшильд харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн анхны шийдлийг олжээ. Энэ нь тэг цахилгаан цэнэгтэй массын төвлөрсөн тэгш хэмтэй тархалтаас үүссэн таталцлын талбайг дүрсэлдэг. Энэхүү уусмал нь фотонууд (гэрлийн хурдаар хөдөлж буй квантууд) гарч чадахгүй бөмбөрцөг тэгш хэмтэй материйн тархалттай объектын хэмжээг тодорхойлдог биеийн таталцлын радиусыг агуулдаг. цахилгаан соронзон орон).

Ийм байдлаар тодорхойлсон Шварцшильд бөмбөрцөг нь үйл явдлын давхрагын үзэл баримтлалтай ижил бөгөөд түүгээр хязгаарлагдсан асар том биет нь хар нүхтэй адил юм. Харьцангуй ерөнхий онолын хүрээнд өөрт ойртож буй биеийн талаарх ойлголт нь ажиглагчийн байр сууринаас хамаарч өөр өөр байдаг. Бие махбодтой холбоотой ажиглагчийн хувьд Шварцшильд бөмбөрцөгт хүрэх нь тодорхой хугацааны дараа явагдана. Гадны ажиглагчийн хувьд биеийг үйл явдлын давхрагад ойртох нь хязгааргүй их цаг хугацаа шаардагдах бөгөөд түүний Шварцшильд бөмбөрцөгт хязгааргүй унах мэт харагдах болно.

Зөвлөлтийн онолын физикчид мөн нейтрон оддын онолыг бүтээхэд хувь нэмрээ оруулсан. Лев Ландау 1932 онд бичсэн “Оддын онолын тухай” өгүүлэлдээ нейтрон од оршин тогтнох тухай зөгнөсөн бол 1938 онд “Nature” сэтгүүлд хэвлэгдсэн “Оддын энергийн эх сурвалжийн тухай” бүтээлдээ нейтронтой оддын оршин тогтнохыг санал болгожээ. гол.

Их хэмжээний биетүүд хэрхэн хар нүх болж хувирдаг вэ? Энэ асуултын консерватив бөгөөд одоогоор хамгийн хүлээн зөвшөөрөгдсөн хариултыг 1939 онд онолын физикч Роберт Оппенгеймер өгсөн (1943 онд тэрээр шинжлэх ухааны удирдагчДэлхийн хамгийн анхны төсөл болох Манхэттэн төсөл атомын бөмбөг) болон түүний төгсөх ангийн оюутан Хартланд Снайдер нар.

1930-аад онд одон орон судлаачид одны цөмийн түлш дуусвал түүний ирээдүй ямар байх вэ гэсэн асуултыг сонирхож эхэлсэн. Нар шиг жижиг оддын хувьд хувьсал нь цагаан одой болж хувирах бөгөөд таталцлын шахалтын хүчийг электрон-цөмийн плазмын цахилгаан соронзон түлхэлтээр тэнцвэржүүлдэг. Хүнд оддын хувьд таталцал нь цахилгаан соронзоноос илүү хүчтэй болж, нейтрон одууд үүсдэг. Ийм объектын цөм нь нейтроны шингэнээс бүрддэг бөгөөд энэ нь электронууд болон хүнд цөмүүдийн нимгэн плазмын давхаргаар бүрхэгдсэн байдаг.

Зураг: Зүүн мэдээ

Жингийн хязгаар цагаан одой 1932 онд Энэтхэгийн астрофизикч Субраманян Чандрасехар үүнийг нейтрон од болон хувирахаас сэргийлж үнэлжээ. Энэ параметрийг доройтсон электрон хий ба таталцлын хүчний тэнцвэрийн нөхцлөөр тооцдог. Орчин үеийн утгаЧандрасекхарын хязгаарыг 1.4 нарны масс гэж тооцдог.

Жингийн дээд хязгаар нейтрон од, энэ нь хар нүх болж хувирдаггүй бөгөөд үүнийг Оппенгеймер-Волкоффын хязгаар гэж нэрлэдэг. Муудсан нейтроны хийн даралт ба таталцлын хүчний хоорондох тэнцвэрийн нөхцлөөр тодорхойлогддог. 1939 онд 0.7 нарны массыг олж авсан бөгөөд орчин үеийн тооцоогоор 1.5-аас 3.0 хооронд хэлбэлздэг.

өтний нүх

Бие махбодийн хувьд өтний нүх нь орон зай-цаг хугацааны хоёр алслагдсан бүсийг холбосон хонгил юм. Эдгээр бүсүүд нь нэг орчлонд байх эсвэл өөр өөр ертөнцийн өөр өөр цэгүүдийг холбож болно (олон ертөнцийн үзэл баримтлалын хүрээнд). Цоорхойгоор буцаж ирэх боломжоос хамааран тэдгээрийг нэвтрүүлэх, нэвтрэх боломжгүй гэж хуваана. Гарах боломжгүй нүхнүүд хурдан хаагдаж, ирээдүйн аялагчийг буцах аялалд саад болдог.

Математикийн үүднээс авч үзвэл өт нүх нь харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн тусгай ганц бус (хязгаарлагдмал, физик утгатай) шийдлээр олж авсан таамаглалын объект юм. Дүрмээр бол өтний нүхийг хоёр хэмжээст нугалсан гадаргуу хэлбэрээр дүрсэлсэн байдаг. Та нэг талаас нөгөө рүү ердийн аргаар эсвэл тэдгээрийг холбосон хонгилоор дамжин хүрч болно. Хоёр хэмжээст орон зайн харааны тохиолдолд энэ нь зайг мэдэгдэхүйц багасгах боломжийг олгодог гэдгийг харж болно.

Хоёр хэмжээстээр бол өтний нүхний хоолой - хонгил эхэлж, дуусдаг нүхнүүд нь тойрог хэлбэртэй байдаг. Гурван хэмжээстээс харахад өтний нүхний хүзүү нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Ийм объектууд нь хэт орон зайд (өндөр хэмжээст орон зай) бие бие рүүгээ татагдаж нүх үүсгэдэг орон-цаг хугацааны өөр өөр муж дахь хоёр өвөрмөц байдлаас үүсдэг. Нүх нь орон зай-цаг хугацааны хонгил учраас түүгээр зөвхөн сансар огторгуйд төдийгүй цаг хугацааны хувьд ч зорчиж болно.

Людвиг Фламм анх 1916 онд хорхойн хэлбэрийн харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн шийдлийг гаргаж өгсөн. Таталцалгүй бөмбөрцөг хүзүүтэй өтний нүхийг дүрсэлсэн түүний бүтээл эрдэмтдийн анхаарлыг татсангүй. 1935 онд Эйнштейн болон Америк-Израилийн онолын физикч Натан Розен нар Фламмын бүтээлийг сайн мэдэхгүй байсан тул харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэлийн ижил төстэй шийдлийг олжээ. Тэд энэ ажилд таталцлыг цахилгаан соронзонтой хослуулж, Шварцшильдын шийдлийн өвөрмөц байдлаас ангижрах хүсэлд хөтлөгджээ.

1962 онд Америкийн физикч Жон Уилер, Роберт Фуллер нар Фламмын өтний нүх болон Эйнштейн-Розены гүүр хурдан нурж, тиймээс явах боломжгүй болохыг харуулсан. Харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийн хамгийн анхны шийдлийг 1986 онд гаталж болох хорхойн нүхээр гаргасан. Америкийн физикчКип Торн. Түүний өтний нүх нь сөрөг дундаж массын нягттай бодисоор дүүрч, хонгилыг хаахаас сэргийлдэг. Ийм шинж чанартай элементийн тоосонцор одоог хүртэл шинжлэх ухаанд мэдэгдээгүй байна. Тэд харанхуй материйн нэг хэсэг байж магадгүй юм.

Өнөөдөр таталцал

Шварцшильдын шийдэл нь хар нүхний хувьд хамгийн энгийн шийдэл юм. Эргэдэг ба цэнэглэгдсэн хар нүхнүүдийг одоо тайлбарлав. Дараалсан математикийн онолХар нүх ба холбогдох өвөрмөц байдлын онолыг Британийн математикч, физикч Рожер Пенроузын бүтээлүүдэд боловсруулсан. 1965 онд тэрээр Физик тойм захидал сэтгүүлд "Таталцлын уналт ба орон зайн цагийн өвөрмөц байдал" гэсэн гарчигтай өгүүлэл нийтлүүлсэн.

Энэ нь хар нүх болон одыг хувиргахад хүргэж буй урхины гадаргуу гэж нэрлэгддэг зүйлийг дүрсэлсэн бөгөөд харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлүүд нь физик цэгээс буруу шийдлийг өгдөг орон-цаг хугацааны онцлог юм. харах. Пенроузын олдворууд харьцангуйн ерөнхий онолын математикийн анхны томоохон үр дүн гэж тооцогддог.

Удалгүй эрдэмтэн Их Британийн Стивен Хокингтой хамт орчлон ертөнц хязгааргүй массын нягттай байдалд байсныг харуулсан. Харьцангуйн ерөнхий онолд үүсдэг, Пенроуз, Хокинг нарын бүтээлүүдэд дүрслэгдсэн онцгой шинж чанаруудыг орчин үеийн физикт тайлбарлах боломжгүй юм. Ялангуяа энэ нь байгалийг өмнө нь дүрслэх боломжгүй байдалд хүргэдэг том тэсрэлтнэмэлт таамаглал, онолыг оролцуулалгүйгээр, жишээлбэл, квант механикба хэлхээний онол. Өтний нүхний онолыг хөгжүүлэх нь одоогоор квант механикгүйгээр боломжгүй юм.

Эйнштейн хар нүхнүүд байгальд байхааргүй гайхалтай үзэгдэл гэж үздэг байсан ч хожим нь тэд хэний ч төсөөлж байснаас ч илүү хачирхалтай болохыг харуулсан. Эйнштейн хар нүхний гүнд орон зай-цаг хугацааны "порталууд" байх боломжийг тайлбарлав. Физикчид эдгээр порталуудыг өтний нүх гэж нэрлэдэг, учир нь тэд газар ухаж буй өт шиг хоёр цэгийн хооронд илүү богино, ээлжлэн замыг үүсгэдэг. Эдгээр порталуудыг заримдаа портал эсвэл бусад хэмжээсүүдийн "гарц" гэж нэрлэдэг. Та тэднийг юу гэж нэрлэхээс үл хамааран тэд хэзээ нэгэн цагт өөр өөр хэмжээсүүдийн хооронд аялах хэрэгсэл болж магадгүй ч энэ бол туйлын тохиолдол юм.

Порталын санааг дэлгэрүүлсэн анхны хүн бол Льюис Кэррол хэмээх нууц нэрээр бичсэн Чарльз Доджсон юм. “Алисын шилээр” кинонд тэрээр Оксфорд болон Гайхамшигт орны захын дүүргүүдийг холбосон толь хэлбэртэй порталыг төсөөлжээ. Доджсон математикч байсан бөгөөд Оксфордод багшилдаг байсан тул эдгээр үржүүлэгч орон зайг мэддэг байсан. Тодорхойлолтоор бол үржүүлгийн холболттой орон зай нь доторх лассо нь цэгийн хэмжээгээр агших боломжгүй юм. Ихэвчлэн ямар ч гогцоо ямар ч хүндрэлгүйгээр цэг рүү татах боломжтой. Гэхдээ бид жишээ нь, лассо ороосон гурилан бүтээгдэхүүнийг авч үзвэл, лассо энэ гурилан бүтээгдэхүүнийг чангалах болно. Бид гогцоог аажмаар чангалж эхлэхэд бид үүнийг цэгийн хэмжээгээр шахаж болохгүй гэдгийг харах болно; Хамгийн сайн нь шахсан гурилын тойрог, өөрөөр хэлбэл "нүхний" тойрог хүртэл чангалж болно.

Математикчид сансар огторгуйг тодорхойлоход огт хэрэггүй биетийг нээсэндээ баяртай байв. Гэвч 1935 онд Эйнштейн болон түүний шавь Натан Розен нар физик ертөнцөд порталын онолыг нэвтрүүлсэн. Тэд хар нүхний асуудлын шийдлийг загвар болгон ашиглахыг оролдсон энгийн бөөмс. Бөөмийн таталцал ойртох тусам хязгааргүйд хүрдэг гэсэн Ньютоны үеийн онолд Эйнштейн өөрөө хэзээ ч дургүй байсан. Эйнштейн энэ өвөрмөц байдлыг арилгах ёстой гэж үздэг, учир нь энэ нь утгагүй юм.

Эйнштейн, Розен нар электроныг (ихэвчлэн бүтэцгүй жижиг цэг гэж үздэг байсан) хар нүх гэж үзэх анхны санаатай байсан. Тиймээс ашиглах боломжтой байсан ерөнхий онолталбайн нэгдсэн онолоор квант ертөнцийн нууцыг тайлбарлах харьцангуйн онол. Тэд урт хүзүүтэй том ваартай төстэй стандарт хар нүхний шийдлээр эхэлсэн. Дараа нь тэд хүзүүг нь тасдаж, хар нүхний тэгшитгэлийн өөр нэг хэсэгчилсэн шийдэлтэй холбосон, өөрөөр хэлбэл дээрээс нь эргүүлсэн ваартай. Эйнштейний хэлснээр, энэ хачирхалтай боловч тэнцвэртэй тохиргоо нь хар нүхний гарал үүслийн онцгой шинж чанараас ангид байх бөгөөд электрон шиг ажиллах болно.

Харамсалтай нь электроныг хар нүх болгон төлөөлөх Эйнштейний санаа бүтэлгүйтэв. Гэвч өнөөдөр сансар судлаачид Эйнштейн-Розены гүүр нь хоёр орчлон ертөнцийг холбогч "гарц" болж чадна гэж үзэж байна. Бид санамсаргүй байдлаар хар нүх рүү унах хүртлээ орчлон ертөнцийг чөлөөтэй тойрон хөдөлж, тэр даруй портал дундуур татагдан нөгөө талд гарч ирэх (“цагаан” нүхээр дамжин өнгөрсний дараа).

Эйнштейний хувьд түүний тэгшитгэлийн аливаа шийдэл, хэрэв энэ нь физикийн хувьд үнэмшилтэй эхлэлийн цэгээс эхэлсэн бол физикийн хувьд үнэмшилтэй объекттой холбоотой байх ёстой. Гэвч тэр хар нүхэнд хэн унаж, эцэст нь орох бол гэж санаа зовсонгүй параллель ертөнц. Төв хэсэгт түрлэгийн хүч хязгааргүй ихсэх ба таталцлын орон хар нүхэнд унах азгүйтлийг тохиолдсон аливаа объектын атомыг тэр дор нь таслан таслах болно. (Эйнштейн-Розены гүүр хэдхэн секундын дотор нээгддэг, гэхдээ маш хурдан хаагддаг тул ямар ч биет түүгээр дамжин өнгөрөх хангалттай хурдтайгаар нөгөө талд хүрч чадахгүй.) Эйнштейний хэлснээр, хэдийгээр порталууд байх боломжтой. амьд амьтанЭнэ аяллын үеэр тохиолдсон зүйлсийнхээ талаар ярилцаж, тэдгээрийн аль нэгийг нь хэзээ ч үзэж чадахгүй.

Эйнштейн-Розены гүүр. Хар нүхний төвд өөр орчлон ертөнцийн орон зай цаг хугацаа эсвэл манай орчлонгийн өөр цэгтэй холбогддог "хүзүү" байдаг. Хөдөлгөөнгүй хар нүхээр аялах нь үхлийн үр дагаварт хүргэх боловч эргэлдэж буй хар нүхнүүд нь цагираг хэлбэртэй өвөрмөц онцлогтой бөгөөд энэ нь цагираг болон Эйнштейн-Розены гүүрээр дамжин өнгөрөх боломжийг олгодог боловч энэ нь таамаглалын шатандаа байгаа юм.

Хорхойн нүх нь сансар огторгуйн цаг хугацаагаар дамжин өнгөрөх онолын хувьд орчлон ертөнц даяар урт хугацааны аяллыг богиносгодог. хамгийн богино замуудочих газруудын хооронд. Харьцангуйн онолоор өтний нүх байдаг гэдгийг урьдчилан таамагласан байдаг. Гэхдээ ая тухтай байдлын зэрэгцээ тэд маш их аюулыг дагуулдаг: гэнэтийн нуралт, өндөр цацраг, чамин бодистой аюултай холбоо барих аюул.

Хорхойн нүх буюу "хорхойн нүхний" онол

1935 онд физикч Альберт Эйнштейн, Натан Розен нар харьцангуйн онолыг ашиглан цаг хугацааны орон зайд "гүүр" байдгийг санал болгов. Эйнштейн-Розены гүүр буюу өтний нүх гэж нэрлэгддэг эдгээр замууд нь орон зай-цаг хугацааны хоёр өөр цэгийг холбодог бөгөөд онолын хувьд хамгийн богино коридорыг бий болгож, аялах зай, цаг хугацааг багасгадаг.

Хорхойн нүх нь нийтлэг хүзүүгээр холбогдсон хоёр амтай байдаг. Ам нь ихэвчлэн бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Хүзүү нь шулуун хэсэг байж болох ч мурийж болдог тул ердийн зам урт байх тусам урт болдог.

Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол нь өт хорхой байдаг гэдгийг математикийн хувьд таамагласан боловч өнөөг хүртэл нэгийг нь ч илрүүлээгүй байна. Хажуугаар өнгөрөх гэрэлд хүндийн хүчний нөлөөгөөр сөрөг масстай өтний нүхийг ажиглаж болно.

Харьцангуйн ерөнхий онолын зарим шийдлүүд нь орц (ам) бүр нь хар нүх байдаг "өт хорхой" байхыг зөвшөөрдөг. Гэсэн хэдий ч үхэж буй одны нуралтаас үүссэн байгалийн хар нүхнүүд өөрсдөө өтний нүх үүсгэдэггүй.

Хорхойн нүхээр

Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиол нь өтний нүхээр аялсан түүхээр дүүрэн байдаг. Гэвч бодит байдал дээр ийм аялал нь илүү төвөгтэй бөгөөд зөвхөн бид ийм өтний нүхийг илрүүлэх ёстой учраас биш юм.

Эхний асуудал бол хэмжээ юм. Релик өтний нүхнүүд нь 10-33 см диаметртэй микроскопийн түвшинд байдаг гэж үздэг. Гэвч орчлон ертөнц тэлэхийн хэрээр тэдний зарим нь том болж томорсон байж магадгүй юм.

Өөр нэг асуудал бол тогтвортой байдлаас үүдэлтэй. Бүр тодруулбал, байхгүйн улмаас. Эйнштейн-Розены таамаглаж байсан өтний нүхнүүд хэт хурдан унадаг тул аялалд ашиггүй болно. Гэвч сүүлийн үеийн судалгаагаар "экзотик бодис" агуулсан өтний нүх нь удаан хугацааны туршид нээлттэй, өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлддэг болохыг харуулж байна.

Харанхуй бодис эсвэл антиматертай андуурч болохгүй экзотик бодис нь сөрөг нягтралтай, асар их сөрөг даралттай байдаг. Ийм бодисыг зөвхөн квант талбайн онолын хүрээнд тодорхой вакуум төлөвүүдийн зан төлөвт илрүүлж болно.

Хэрэв өт хорхойнууд агуулж байвал хангалттай тоо хэмжээБайгальд байгаа эсвэл зохиомлоор нэмсэн чамин бодисыг онолын хувьд мэдээлэл дамжуулах арга буюу сансар огторгуйд коридор болгон ашиглаж болно.

Хорхойн нүхнүүд нэг ертөнцийн хоёр өөр төгсгөлийг холбож чаддаг төдийгүй хоёр өөр ертөнцийг холбож чаддаг. Мөн зарим эрдэмтэд хэрэв өтний нүхний нэг орц нь тодорхой байдлаар хөдөлж байвал энэ нь ашиг тустай гэж үздэг. цаг хугацааны аялал . Гэсэн хэдий ч Британийн сансар судлаач Стивен Хокинг зэрэг тэдний өрсөлдөгчид ийм хэрэглээ боломжгүй гэж үздэг.

Хорхойн нүхэнд чамин бодис нэмэх нь түүнийг тогтворжуулж, хүн төрөлхтөн үүгээр аюулгүйгээр дамжин өнгөрөх боломжтой боловч "ердийн" бодис нэмэх нь порталыг тогтворгүй болгоход хангалттай байх магадлал байсаар байна.

Ойрын ирээдүйд олдсон ч өтний нүхийг томруулж, тогтворжуулахад одоогийн технологи хангалтгүй. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд энэ үзэл баримтлалыг арга болгон судалсаар байна сансрын аялалЭнэ технологи нь яваандаа гарч ирж, тэд эцэстээ өтний нүхийг ашиглах боломжтой болно гэдэгт найдаж байна.

Space.com сайтын материал дээр үндэслэсэн

  1. Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолын олон бүтээлд хэрэглэгддэг цаг хугацааны машин хэмээх ойлголт нь өтний нүх ашиглан цаг хугацаагаар аялах нь ихэвчлэн боломжгүй төхөөрөмжийн дүр төрхийг төсөөлдөг. Харин ерөнхий онолоор бол...
  2. Цаг хугацаагаар аялагчид бидний өнгөрсөнийг өөрчлөхгүй гэдэгт итгэлтэй байж чадах уу? Бид ихэвчлэн бидний өнгөрсөн бол тогтсон, өөрчлөгдөшгүй баримт гэж ойлгодог. Түүх бол бидний санаж байгаагаар л байдаг....

Эйнштейн хар нүх бол хэтэрхий үл мэдэгдэх үзэгдэл гэж үздэг байсан
байж болох ба байгальд байж болохгүй, хожим нь ийм инээдэмтэй юм
хувь тавилан, тэр тэднийг хэнээс ч илүү хачирхалтай гэдгийг харуулсан
таамаглаж байна. Эйнштейн оршин тогтнох боломжийг тайлбарласан
хар нүхний гүн дэх орон зай-цаг хугацааны “порталууд”.
Физикчид эдгээр порталуудыг өтний нүх гэж нэрлэдэг, учир нь
газар ухаж буй өтний хувьд тэд илүү богино өөрчлөлтийг үүсгэдэг.
хоёр цэгийн хоорондох уугуул зам. Эдгээр порталуудыг бас нэрлэдэг
заримдаа порталууд эсвэл бусад хэмжээсүүдийн "гарц". Хичнээн ч хамаагүй
Хэзээ нэгэн цагт тэд хооронд аялах хэрэгсэл болж магадгүй юм
өөр өөр хэмжээсүүд, гэхдээ энэ нь туйлын тохиолдол юм.

Порталын санааг дэлгэрүүлсэн анхны хүн бол Чарльз Доджсон юм.
Льюис Кэррол хэмээх нууц нэрээр бичсэн. "Алис in
Харах шилээр" тэрээр холбосон толь хэлбэртэй порталыг толилуулжээ
Энэ бол Оксфорд ба гайхамшгийн газрын захын дүүрэг юм. Доджсон байсан цагаас хойш
математикч, Оксфордод багшилдаг байсан тэрээр эдгээрийн талаар мэддэг байсан
холбогдсон зайг үржүүлэх. Тодорхойлолтоор бол үржвэрээр холбогдсон про-
тэнүүчлэх нь доторх лассог цэгийн хэмжээнд хүртэл чангалах боломжгүй юм.
Ихэвчлэн ямар ч гогцоо ямар ч хүндрэлгүйгээр цэг рүү татах боломжтой. Гэхдээ
Хэрэв бид жишээ нь пончикийг авч үзвэл
lasso, дараа нь бид lasso энэ пончикийг чангалах болно гэдгийг харах болно. Бид хэзээ
Хэрэв бид гогцоог аажмаар чангалж эхэлбэл үүнийг хүртэл шахаж болохгүй гэдгийг харах болно
цэгийн хэмжээ; хамгийн сайн нь тойрог болгон чангалж болно
шахсан гурилан бүтээгдэхүүн, өөрөөр хэлбэл "нүхний" тойрог хүртэл.

Математикчид нээсэн зүйлдээ баяртай байв
дүрслэх нь огт хэрэггүй байсан объектыг амьдрах


орон зай. Харин 1935 онд Эйнштейн болон түүний шавь Натан Розен нар
физик ертөнцөд порталуудын онолыг нэвтрүүлсэн. Тэд оролдсон
Хар нүхний асуудлын шийдлийг загвар болгон ашиглахыг хүссэн
энгийн бөөмс. Эйнштейн өөрөө хэзээ ч дургүй байсан
Ньютоноос үүссэн бөөмийн таталцлын онол
ойртох тусам хязгааргүй рүү тэмүүлдэг. Эйнштейн авч үзсэн
Энэ өвөрмөц байдлыг арилгах ёстой, учир нь үүнд
ямар ч утгагүй.

Эйнштейн, Розен нар танилцуулах анхны санаатай байсан
электрон (энэ нь ихэвчлэн №-тэй жижиг цэг гэж тооцогддог
бүтэц) хар нүх шиг. Тиймээс ашиглах боломжтой болсон
квантын нууцыг тайлбарлах харьцангуйн ерөнхий онолыг боловсруулах
нэгдсэн талбайн онолд дэлхийн . Тэд шийдлээр эхэлсэн
нь том ваартай төстэй стандарт хар нүхний хувьд
урт хүзүү. Дараа нь тэд хүзүүг нь тасдаж, холбосон
хар нүхний тэгшитгэлийн өөр тодорхой шийдлээр,
өөрөөр хэлбэл дээрээс нь эргүүлсэн ваартай. дагуу
Эйнштейн, энэ хачирхалтай боловч тэнцвэртэй тохиргоо
хар нүхний гарал үүслийн өвөрмөц байдлаас ангид байх болно
мөн электрон шиг ажиллаж чаддаг.


Харамсалтай нь Эйнштейний электроныг төлөөлөх санаа
хар нүхний дэргэд бүтэлгүйтсэн. Гэвч өнөөдөр сансар судлаачид санал болгож байна
Эйнштейн-Розены гүүр нь энэ хоёрын хооронд "гарц" болж чадна
орчлон ертөнцүүд. Бид орчлон ертөнц даяар чөлөөтэй хөдөлж чадна
бид санамсаргүйгээр хар нүхэнд унах хүртэл, тэр даруй бид тэнд байна
биднийг порталаар чирэх бөгөөд бид нөгөө талд гарч ирэх болно (өнгөрсний дараа
"цагаан" нүхээр).

Эйнштейний хувьд түүний тэгшитгэлийн аливаа шийдэл, хэрэв энэ нь
физикийн магадлалтай лавлах цэг дээр үндэслэсэн байсан, харгалзах ёстой
бие махбодийн хувьд магадлалтай зүйлээр яаран гүйх. Гэхдээ тэр санаа зовсонгүй
хэн хар нүхэнд унаж, параллель орчлонд төгсөх тухай
Ленная Түрлэгийн хүч төвд тодорхойгүй хугацаагаар нэмэгдэх болно, мөн
чичиргээний талбар нь ямар ч атомыг тэр дор нь салгах болно
хар нүхэнд унах азгүйтсэн объект. (Гүүр
Эйнштейн-Розен үнэндээ хэдхэн секундын дотор нээгддэг, гэхдээ
Энэ нь маш хурдан хаагддаг тул ямар ч объект чадахгүй
нөгөө талдаа хүрэх хурдаар дамжуулна.) By


Эйнштейний бодлоор порталууд оршин тогтнох боломжтой боловч
ямар ч амьтан хэзээ ч тэдний алийг нь ч өнгөрч чадахгүй ба
Энэ аяллын үеэр тохиолдсон туршлагаасаа ярина уу.

Эйнштейн-Розены гүүр. Хар нүхний төвд өөр орчлон ертөнцийн орон зай цаг хугацаа эсвэл манай Орчлонгийн өөр цэгтэй холбогддог "хүзүү" байдаг. Хөдөлгөөнгүй хар нүхээр аялах нь үхлийн үр дагаварт хүргэх боловч эргэлдэж буй хар нүхнүүд нь цагираг хэлбэртэй өвөрмөц онцлогтой бөгөөд энэ нь цагираг болон Эйнштейн-Розены гүүрээр дамжин өнгөрөх боломжийг олгодог боловч энэ нь таамаглалын шатандаа байгаа юм.