|
«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: Абсолют времени и пространства Прошлое и будущее меняются местами |