Matoreikähistoria, teoria, tyypit, muodostuminen

Eräs madonreikä, Astrofysiikassa ja kosmologiassa se on kohta, joka yhdistää kaksi pistettä avaruusajan kankaassa. Kun Apple Falling inspiroi Isaac Newtonin gravitaation teoriaa vuonna 1687, matoja, jotka Pierce Apples on inspiroinut uusia teorioita, myös gravitaation puitteissa.

Aivan kuten mato onnistuu saavuttamaan toisen omenan pinnan pisteen tunnelin läpi, avaruus-aika-matoreikät muodostavat teoreettisia pikakuvakkeita, jotka sallivat matkustamisen kaukaisiin paikkoihin maailmankaikkeudessa vähemmän aikaa.

Avaruus-ajallinen matoreikä: taiteellinen visio. Lähde: Pixabay.

Se on idea, joka on vangittu ja jatkaa monien mielikuvituksen vangitsemista. Samaan aikaan kosmologit huolehtivat etsimästä tapoja varmistaa olemassaolonsa. Mutta hetkeksi he ovat edelleen keinottelua.

Saadaksesi vähän lähemmäksi matoreikien ymmärtämistä, mahdollisuutta matkustaa ajassa niiden läpi ja matoreikien ja mustien reikien välillä esiintyviä eroja, sinun on sijaittava avaruus-ajan käsitteessä.

[TOC]

Mikä on avaruus-aika?

Avaruus-ajan käsite liittyy läheisesti madonreiän käsitteeseen. Siksi on ensin tarpeen selvittää, mikä sen pääominaisuus on ja mikä on.

Avaruus-aika on siellä, missä jokainen tapahtuma tapahtuu maailmankaikkeudessa. Ja maailmankaikkeus puolestaan ​​on koko avaruus-aika, joka kykenee isännöimään kaikenlaisia ​​aineita energiaa ja muuta ..

Kun poikaystävä tapaa morsian, on tapahtuma, mutta tässä tapahtumassa on avaruuskoordinaatit: kohtaamisen paikka. Ja väliaikainen koordinaatti: kohtaamisen vuosi, kuukausi, päivä ja aika.

Tähtien syntymä tai supernova-räjähdys ovat myös tapahtumia, jotka kehittyvät avaruus-ajalla.

Nyt massavapaan maailmankaikkeuden ja vuorovaikutuksen alueella avaruus-aika on tasainen. Tämä tarkoittaa, että kaksi rinnakkaista alkavia valoisaa säteitä jatkuu näin, kunhan he pysyvät tällä alueella. Muuten, koska kevyen ajan säde on iankaikkinen.

Tietysti avaruus-aika ei ole aina tasainen. Universumi sisältää esineitä, joissa on massa, joka muuttaa avaruusaikaa, aiheuttaen avaruus-aikakaarevuuden universaalissa mittakaavassa.

Albert Einstein itse tajusi, inspiraation aikana, jota hän kutsui "Elämäni onnellisin idea", että kiihdytetty tarkkailija on paikallisesti erottamaton toisesta, joka on lähellä massiivista esinettä. Se on kuuluisa vastaavuusperiaate.

Ja kiihdytetty tarkkailija käyrä avaruus-aika, toisin sanoen euklidinen geometria lakkaa olemasta pätevä. Siksi massiivisen esineen, kuten tähden, planeetan, galaksin, mustan aukon tai itse maailmankaikkeuden ympäristössä, avaruus-aika on kaareva.

Ihmiset kokevat tämän kaarevuuden voimana, jota kutsutaan painovoimana, jokapäiväisesti, mutta salaperäinen samanaikaisesti.

Painovoima on yhtä arvoituksellinen kuin voima, joka työntää meitä eteenpäin, kun linja -auto, jolla matkustamme yhtäkkiä jarrut. Se on kuin yhtäkkiä jotain näkymätöntä, tummaa ja massiivista, hetkeksi se pani eteenpäin ja houkuttelee meitä, improvisoimalla meitä eteenpäin.

Planeetat liikkuvat elliptisesti auringon ympäri. Valaiseva säde myös kaareutuu auringon tuottaman avaruus-ajan masennuksen jälkeen.

Tunnelit avaruuden läpi - aika

Jos avaruus-aika on kaareva pinta, periaatteessa mikään ei estä aluetta yhteydenpidosta toiseen tunnelin kautta. Tällaisen tunnelin läpi matkustaminen merkitsisi vain paikkojen vaihtamista, vaan tarjoavat myös mahdollisuuden mennä toiseen aikaan.

Voi palvella sinua: tasaisesti kiihdytetty välitöntä liikettä: Ominaisuudet, kaavat

Tämä ajatus on inspiroinut monia kirjoja, sarja- ja tieteiskirjallisuutta, mukaan lukien kuuluisa amerikkalainen sarja "Ajan viritys" ja viime aikoina "Deep Space 9" Star Trek -franchising ja 2014 vuoden 2014 välinen elokuva 2014.

Idea tuli itse Einsteiniltä, ​​joka etsivät ratkaisuja yleisen suhteellisuuden kentälle, joka löydettiin Nathan Rosenin kanssa teoreettisen ratkaisun, joka mahdollisti kahden eri avaruus-alueen yhdistämisen tunnelin kautta, joka toimi pikakuvakkeena.

Tämä ratkaisu tunnetaan nimellä Einstein -silta - Rosen ja esiintyy vuonna 1935 julkaistussa teoksessa.

Termiä "matoreikä" käytettiin kuitenkin ensimmäisen kerran vuonna 1957 teoreettisten fyysikkojen John Wheelerin ja Charles Misnerin ansiosta kyseisen vuoden julkaisussa. Aikaisemmin oli puhuttu "yhden ulottuvuuden putkista" viitaten samaan ajatukseen.

Myöhemmin vuonna 1980 Carl Sagan kirjoitti tieteiskirjallisuuden romaania "Contact", josta elokuva myöhemmin tehtiin. Päähenkilö nimeltään Elly, löytää älykkään maapallon ulkopuolisen elämän 25 tuhannen valovuoden päässä. Carl Sagan halusi Ellyn matkustavan sinne, mutta tavalla, että hän oli tieteellisesti uskottava.

Matkustaminen 25 tuhannen kevyiden vuosien päässä ei ole helppo tehtävä ihmiselle, ellei pikakuvaketta pyydetä. Musta reikä ei voi olla ratkaisu, kun otetaan huomioon, että lähestyessäsi singulaarisuutta, differentiaalinen painovoima repi laivan ja sen miehistön.

Etsiessään muita mahdollisuuksia Carl Sagan kuuli yhtä ajankohtaisten mustien reikien pääasiantuntijoista: Kip Thorne, joka alkoi miettiä asiaa ja huomasi, että Einstein-Rosen-sillat tai Wheelerin matoreikät olivat ratkaisu.

Thorne kuitenkin huomasi myös, että matemaattinen ratkaisu oli epävakaa, toisin sanoen tunneli avautuu, mutta pian se kuristaa ja katoaa.

Matoreikien epävakaus

Onko matoreikiä käyttää suuria etäisyyksiä avaruudessa ja ajassa?

Niiden suunnittelusta lähtien matoreikät ovat palvelleet lukuisissa tieteiskirjallisuudessa viedäkseen päähenkilöt syrjäisiin paikkoihin ja kokea epälineaarisen ajan paradoksit.

Kip Thorne löysi kaksi mahdollista ratkaisua matoreikien epävakauden ongelmaan:

• Soittamalla Kvanttivaahto. Planck -asteikolla (10^-35 m) On olemassa kvanttivaihtelut, jotka kykenevät yhdistämään kaksi avaruus-aikataulua mikrotunien kautta. Erittäin edistynyt hypoteettinen sivilisaatio voisi löytää tavan laajentaa kohtia ja pitää ne tarpeeksi aikaa ihmisen ohittamiseen.
• Negatiivinen massa. Thornen vuonna 1990 julkaisemien laskelmien mukaan tarvitaan valtavia määriä tätä omituista asiaa, jotta matoreikä on auki.

Tämän viimeisen ratkaisun huomattava asia on, että toisin kuin mustat aukot, singulaarisuutta tai kvantti -ilmiöitä ei ole ja ihmisten läpäisy tämän tyyppisen tunnelin läpi olisi mahdollista.

Tällä tavoin matoreikät eivät vain salli avaruuden kaukaisten alueiden kytkemistä, vaan myös erotettuna ajan myötä. Siksi ne ovat koneia, jotka matkustavat ajoissa.

Stephen Hawking, Twentien lopun kosmologian suuri viittaus.

Se voi palvella sinua: fysiikka keskiajalla

Se ei ole vähentänyt muiden tutkijoiden henkeä, jotka ovat ehdottaneet mahdollisuutta, että matoreikä on kytketty sisäisesti kaksi mustaa reikää eri avaruusajan alueilla sisäisesti.

Vaikka tämä ei olisi käytännöllinen avaruus -temporaalisille matkoille, koska niiden ahdistukset, jotka johtaisivat mustan aukon ainutlaatuisuuteen, ei olisi mahdollisuutta lähteä ulos toisessa päässä, koska se on toinen musta aukko.

Erot mustien aukkojen ja matoreikien välillä

Kun puhut matoreikästä, ajattelet heti myös mustia reikiä.

Musta aukko muodostuu luonnollisesti tähden evoluution ja kuoleman jälkeen, jolla on tietty kriittinen massa.

Se syntyy sen jälkeen, kun tähti tyhjentää ydinpolttoainetta ja alkaa supistuu peruuttamattomasti oman painovoimansa vuoksi. Se aiheuttaa edelleen tällaista romahdusta, että mikään pienemmällä etäisyydellä kuin tapahtumahorisontin säde ei voi paeta, edes valoa.

Vertailun vuoksi matoreikä on poikkeuksellinen ulkonäkö, seuraus hypoteettisesta poikkeavuudesta avaruusajan kaarevuudessa. Teoriassa on mahdollista käydä läpi.

Kuitenkin, jos joku yrittäisi mennä mustan aukon läpi, voimakas painovoima ja äärimmäinen säteily singulaarisuuden lähellä olevassa ympäristössä tekisi siitä ohuen langan subatomisista hiukkasista.

On epäsuoraa ja vain viimeaikaisia ​​todisteita mustien reikien olemassaolosta. Näiden todisteiden joukossa ovat painovoima -aaltojen emissio ja havaitseminen kahden kolosiaalisen mustan reikän vetovoiman ja pyörimisen suhteen, jotka havaitsee LIGO Gravitaatio -aallon observatorio.

On todisteita siitä, että suurten galaksien keskellä, koska maitomatka on erittäin massiivinen musta aukko.

Keskusta lähellä olevien tähtien nopea kierto sekä sieltä peräisin oleva valtava määrä korkeataajuista säteilyä ovat epäsuoria todisteita siitä, että on olemassa valtava musta aukko, joka selittää näiden ilmiöiden läsnäolon.

Se oli tuskin 10. huhtikuuta 2019, että ensimmäinen valokuva supermassiivisesta mustasta aukosta (7000 miljoonaa kertaa auringon massasta) esitettiin maailmalle, joka sijaitsee erittäin kaukaisessa galaksissa: Messier 87 Neitsyt -tähdistössä 55: een. Miljoonan maapallon valovuosia.

Tämä valokuva mustasta aukosta oli mahdollista kaukoputken maailman verkoston ansiosta, nimeltään "Event Horizon Teleskoope", osallistumalla yli 200 tutkijaa ympäri maailmaa.

Matoreikistä sen sijaan ei ole todisteita tähän mennessä. Tutkijat ovat kyenneet havaitsemaan ja seuraamaan mustaa aukoa, mutta sama ei ole ollut mahdollista madonreikillä.

Siksi ne ovat hypoteettisia esineitä, vaikka ne olivat teoreettisesti toteutettavissa, kuten kerrallaan ne olivat myös mustia reikiä.

Lajike/tyypit madonreikiä

Vaikka niitä ei ole vielä havaittu, tai ehkä tämän vuoksi täsmälleen madonreikien mahdollisuudet on kuviteltu. Kaikki ovat teoreettisesti toteutettavissa, koska Einsteinin yhtälöt yleisen suhteellisuuden tyydyttämiselle. Täällä on joitain:

• Matoreikiä, jotka yhdistävät saman maailmankaikkeuden kaksi avaruus-aika-aluetta.
• Matoreikät, jotka kykenevät yhdistämään maailmankaikkeuden toiseen maailmankaikkeuteen.
• Einstein-Rosen-sillat, joissa asia voisi siirtyä avautumisesta toiseen. Vaikka tämä aineen läpäisy aiheuttaisi epävakautta, tunnelin romahtaminen itsessään.
• Kip Thornen matoreikä, pallomaisella kascarilla, jossa on negatiivisia massaainetta. Se on vakaa ja kasteltava molempiin suuntiin.
• SO -niminen Schwarzschild -matoreikä, joka koostuu kahdesta kytketystä mustasta reikästä. Ne eivät ole kasteltavia, koska aine ja valo ovat loukussa molempien ääripäiden välillä.
• Matoreikiä kuormituksella ja/tai kierto tai Kerr, koostuen kahdesta sisäisesti kytketystä mustasta reiästä, ristissä yhteen suuntaan.
• Kvantti-avaruusajan vaahto, jonka olemassaolo teorisoituu subatomisella tasolla. Vaahto koostuu erittäin epävakaista subatomisista tunneleista, jotka yhdistävät eri alueet. Niiden vakauttamiseksi ja laajentamiseksi vaaditaan kvarkkien ja gluonien plasman luominen, mikä vaatii melkein äärettömän määrän energiaa sen sukupolven kannalta.
• Viime aikoina merkkijonoteorian ansiosta se on teorisoinut matoreikiä, joita kosminen köysi ylläpitää.
• Musta ja sitten erotetut mustat aukot, joista syntyy avaruus-aika, tai Einstein-Rosen-silta, joka pysyy painovoiman yhtenäisellä. Tämä on fyysikot Juan Maldacena ja Leonard Susskind syyskuussa 2013 ehdottama teoreettinen ratkaisu. 

Voi palvella sinua: Anodiset säteet

Kaikki ovat täysin mahdollisia, koska ne eivät ole ristiriitaisia ​​Einsteinin yleisen suhteellisuuden yhtälöiden kanssa.

Onko mahdollista nähdä matoreikiä yhtenä päivänä?

Mustat aukot olivat pitkään teoreettisia ratkaisuja Einsteinin yhtälöistä. Einstein itse kyseenalaisti mahdollisuuden, että ihmiskunta voi koskaan havaita heidät.

Albert Einstein (1879-1955), suhteellisuusteorian kirjoittaja. Lähde: Pixabay.

Joten pitkään, mustat aukot pysyivät teoreettisena ennusteena, kunnes he löysivät ja sijaitsivat. Tutkijoilla on sama toivo matoreikistä.

On hyvin mahdollista, että he ovat myös siellä, mutta niitä ei ole vielä oppinut etsimään niitä. Vaikka viimeaikaisen julkaisun mukaan matoreikät jättäisivät jälkiä ja varjoja havaittavissa jopa kaukoputkien kanssa.

Uskotaan, että fotonit liikkuvat madonreiän ympäri tuottaen kevyttä rengasta. Lähimmät fotonit putoavat sisälle ja jättävät taakse varjon, jonka avulla he voivat erottaa ne mustista reikistä.

Intian Mumbain Tata -instituutin fyysikko Rajibul Shaikhin mukaan Intian tyyppinen kiertomatoreikä tuottaisi suuremman ja suuremman varjon kuin mustan aukon.

Shaikh on tutkinut työssään tietyntyyppisten pyörivien madonreikien projisoimia teoreettisia varjoja, jotka keskittyvät reiän kurkun kriittiseen paperiin fotonien varjon muodostumiseksi, joka mahdollistaa sen tunnistamisen ja erottaa sen mustasta aukosta.

Shaikh on myös analysoinut varjon riippuvuutta matoreikän kääntämällä ja on myös verrannut sitä varjoon, joka projisoi mustan pyörivän reikän, löytäen merkittäviä eroja merkittäviä eroja. Se on täysin teoreettinen työ.

Tämän lisäksi matoreikät pysyvät hetkinä matemaattisena abstraktiona, mutta on mahdollista, että jotkut voivat nähdä joitain. Mikä on toisessa päässä, tällä hetkellä se on edelleen olettamisen aihe. 

Viitteet

1. Quantum Entertainment Peudes aiheuttavat painovoimaa. Otettu Sciencealdiasta.com
2. Fysiikan eteneminen, osa 61, numero syyskuu 2013 sivut 781-811
3. Madonreikä. Otettu Wikipediasta.org
4. Avaruusaika. Otettu Wikipediasta.org.
5. David Nield (2018). Hullu uusi paperi viittaa. Otettu Sciencealertistä.com