«Знак вопроса» 5/91
Как устроена машина времени?
ЗИГУНЕНКО Станислав Николаевич
Эти
странные престранные миры
Теория
"червячных дыр"
Представьте
себе тот же шар, который мы использовали в своих аналогиях уже неоднократно.
По поверхности этого шара ползают все те же плоскостники-двухмерники.
Понятно, что для того, чтобы попасть из точки А в точку В на поверхности
шара, они должны преодолеть некий путь по дуге.
И вот
некий гений местного масштаба однажды все-таки сумел сообразить не
только то, что движение по поверхности шара происходит по дуге, но и то, как
этот путь можно спрямить. Не берусь рассказать обо всем ходе и логике
рассуждений "двухмерника", в нашем же трехмерно-четырехмерном мире
это можно показать на простейшей аналогии.
На
яблоке поселился червяк. Вместо того чтобы передвигаться из одной точки в
другую по поверхности яблока, он просто прогрызает ходы-червоточины. Так путь
по дуге превращается в более короткий1 путь по хорде.
Оказывается,
подобные "червоточины" вполне могут существовать ив окружающей нас
Вселенной. Чтобы понятькак это может быть, давайте несколько отступим по
времени назад и расположим события в их логической последовательности.
Как
известно, суть гравитации, открытой И. Ньютоном в 1687 году, заключается в
том, что два тeлa, обладающих некой массой, испытывают взаимное притяжение.
Сила притяжения зависит от расстояния между телами. А это, в свою очередь, позволяет
выдвинуть следующее предположение: если одно из тел меняет свое положение,
меняется и сила притяжения, которое оно оказывает на другое тело.
Причем
rpaBHfanno'HHbie эффекты протекают со скоростью, значительно большей, чем
скорость света. Это на сегодняшний День известно точной если солнечный луч
движется к нам 8 мин, то стоит Солнцу чуть изменить свое положение, как Земля
чувствует изменение гравитационного поля немедленно.
Как же
тогда примирить эту особенность с теорией Эйнштейна, которая утверждает, что
именно скорость света есть абсолютно непреодолимый предел скорости? Сам
Эйнштейн попытался найти решение этой проблемы в рамках общей теории
относительности.
Суть ее
для данного случая заключается в том, что согласно предположению Эйнштейна
пространство не "плоское", как полагали раньше, а
"изогнутое", деформированное под воздействием'распределенных в нем
массы и энергии.
Говоря
другими словами, это означает, что наше трехмерное пространство загибается в
некое четвертое измерение, подобно тому как двухмерный лист бумаги, если его
скрутить, загибается JB третье измерение.
Последствия
этой теории не до конца осознаны и в наши.дни. Пространство и время потеряли
свой абсолютный характер и, как мы уже говорили, уступили место новому
понятию "пространства-времени". Изменения, вносимые при этом в наши
геометрические понятия, одновременно носят и количественный и качественный
характер.
Количественный
— потому, что отныне необходимо учитывать искривленность пространства и
времени, а это предполагает, к примеру, что сумма углов треугольника не
обязательно должна быть равна 180° (пространственная геометрия Лобачевского),
а, прямые параллельные линии согласно той же геометрии в некоторых случаях
могут и пересекаться.
Качественный
— в основном потому, что становится возможным соединить две точки совершенно
различными способами, не имеющими друг с другом пространственно-временной
связи. Именно на этих неожиданных путях вселенские "червяки" и
прогрызают, свои необыкновенные "дыры".
Чтобы
яснее понять, что же знаменуют собой те "различные способы",
которыми можно соединить две точки, обратимся к наглядному примеру,
приводимому тем же Стивеном Хокингом в его новой книге "Короткая история
времени".
Понаблюдаем
за самолетом, летящим над пересечённой местностью, предлагает нам английский
ученый. Его траектория в небе. — прямая линия в трехмерном пространстве. А
вот тень его следует по изогнутой траектории — в зависимости от рельефа — в
двухмерном пространстве.
Точно
так же Земля движется вокруг Солнца по прямой траектории в четырехмерном
пространстве (три классических пространственных измерения плюс четвертая
координата *г время). А вот в трехмерном пространстве, отображение нашей
планеты перемещается по изогнутой траектории — эллипсу, примерно так же, как
движется по какой-то кривой тень самолета.
Из
всего этого следует, что при помощи "червячной дыры", проходящей
через четвертое пространственное измерение, можно изрядно сократить себе путь
как в пространстве, так и во времени.
Существование
таких кратчайших путей было предсказано теоретиками еще в 1916 году, но
только двадцать лет спустя, когда Эйнштейн совместно с Розеном взялся за
анализ своих же-уравнений, была выдвинута достаточно проработанная гипотеза о
неком "мосте", который может связшвать две точки более коротким
путем, чем общепринято. Эта гипотеза получила название "мост Эйнштейна —
Розена".
И вот в
конце 50-х годов Джон Уилер впервые ясно обрисовал, где именно эти
"мосты" в нашей Вселенной могут быть наведены. Ему же принадлежит и
название "червячные дыры" по известной аналогии с ходами,
проделываемыми плодовым червяком. Итак, согласно Уилеру, "червячные
ходы", скорее всего, могут возникать в тех районах Вселенной, где
пространство сильно изогнуто. То есть, говоря иначе, в районах, где существуют
те самые "черные.дыры", о которых мы уже говорили.
При
этом, Однако, Уилер и его последователи получили поначалу не слишком
обнадеживающую картину. Во-первых, было неясно, как именно могла бы появиться
"червоточина" — теория не находила механизмов для ее образования.
Во-вторых, получалось, что два входа "червоточины" — теоретики
назвали их "ртами" — могут сообщаться между собой весьма
незначительное время. Не успеет "червоточина" появиться, как канал
или "глотка", соединяющая оба "рта" тотчас должна
мгновенно стянуться, давая в итоге две не сообщающиеся между собой
"черные дыры".
Таким
образом, сконструированные теоретиками "червоточины" показались им
нежизнеспособными, и интерес к космическим туннелям вскоре угас.
Оглавление:
К читателю
Спираль или прямая?
Истины древних
Время Галилея и Ньютона
Абсолют времени и пространства
Все в мире относительно
Парадокс близнецов
Большие маятники Вселенной
Мировая линия
Прошлое и будущее меняются местами
Вселенная в атоме?
Фантазия Фридмана
Пространство вне времени?
Время Вселенной
Эти странные престранные миры.
Уникальные фридмоны
Быть может, эти электроны…
Вселенная Стивена Хокинга
Теория "червячных дыр"
Путешествия по "червоточине"
Парадоксы наших дней
Волчок в реке Времени
Почему светятся звезды
Стрела времени
Фотон... Гравитон... Хронотон?
|