Ақ тесіктер уақытқа саяхат жасау мүмкіндігін ашады

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Ақ тесіктердің болуы мүмкіндігін алғаш рет 1964 жылы теориялық астрофизик Игорь Новиков ұсынған.

Ақ тесік - бұл Эйнштейннің өріс теңдеулерінің шешімінің бөлігі ретінде болжанатын кеңістіктегі гипотетикалық аймақ.

Бірақ қара тесіктерден бастайық, өйткені оларды түсіндіру оңайырақ. Қара тесіктер өліп жатқан үлкен жұлдыздың центрі өзіне тиген кезде пайда болады. Бүкіл масса шексіз шағын көлемге сығылады. Олардың тартылыс күші соншалықты күшті болады, тіпті жарық одан құтыла алмайды.

Ақ тесіктер қара тесіктерге мүлдем қарама-қарсы: қара тесіктің оқиға көкжиегінен ештеңе қашып құтыла алмаса да, ақ тесіктің оқиға көкжиегіне ештеңе кіре алмайды. Қарапайым сөзбен айтқанда, ақ тесік бәрін түкіріп тастайды және ештеңе кірмейді.

Ақ тесік ұғымы өте күрделі. Осылайша, біз оны шағын бөлімдерде түсіндіруге тырыстық. Осы мақаланың соңында сіз осы қызықты құбылыс туралы көбірек білетін боласыз.

Ақ тесіктер бар ма?

Ақ тесік тек теориялық математикалық түсінік және ол ғаламда байқалған жоқ. Ақ тесіктер туралы пікірталастардың көпшілігі гипотетикалық, мүмкін емес және шындыққа жатпайтын сөздердің айналасында болады.

Олар жалпы салыстырмалық заңдарының әлеуетті шешімі болып табылады, егер мәңгілік қара тесіктер бар болса, онда ғаламда ақ тесіктер де болуы керек дегенді білдіреді.

Олардың масса, заряд, бұрыштық импульс сияқты қасиеттері болады деп күтілуде, бірақ ақ тесікке жақындаған кез келген нәрсе (тіпті жарық жылдамдығында да) оған ешқашан жете алмайды. Теориялық тұрғыдан алғанда, біздің ғаламда сізді ішке тарту үшін жеткілікті энергия жоқ.

Олар термодинамиканың екінші заңын бұзады

Ақ саңылаулардың шынайы емес деп есептелуінің негізгі себептерінің бірі - термодинамика заңына қайшы келетін энтропияны азайтуы.

Термодинамиканың екінші заңы: Әлемнің жалпы энтропиясы үнемі өсіп отырады, сондықтан энтропияның өзгеруі әрқашан оң болады. Сондықтан ақ тесіктер біздің ғаламның қазіргі үлгісіне сәйкес келмейді.

Ақ тесіктерге дәлел

Ақ тесіктерге қатысты дәлелдер мен ақпарат белгісіз болып қала берсе де, 2006 жылы Нил Герелдің Свифт обсерваториясы ашқан GRB 060614 деп аталатын гамма-сәулелерінің жарылуы ақ тесік үшін алғашқы тіркелген оқиға болып саналады.

Бірнеше секундқа созылатын әдеттегі GRB-лерден айырмашылығы, GRB 060614 гибридті жарылыс керемет 102 секундқа созылды, бірақ суперноваға байланысты болмады. Бұл гамма-сәулелердің жарылыстарын шығара алатын қара тесіктерге және аспан денелерінің басқа түрлеріне қатысты бұрынғы ғылыми консенсусқа күмән келтірді.

Ақ тесіктер қараңғы материяны құра алады

2018 жылы ғалымдар микроскопиялық диаметрі бар ақ тесіктер қараңғы материяны құра алады деген болжам жасады. Мұндай кішкентай ақ тесіктер ешқандай сәуле шығармайды және олар жарық толқынының ұзындығынан қысқа болғандықтан, олар көрінбейтін болады.

Қараңғы материя біздің ғаламның шамамен 27% құрайды, ал оның жергілікті тығыздығы бір текше парсектегі Күн массасының шамамен 1% құрайды. Бұл тығыздықты ақ тесіктермен есептеу үшін топ 10 000 текше километрге бір микроскопиялық ақ тесік (грамның миллионнан бір бөлігі және протоннан әлдеқайда аз) қажет деп есептеді.

Ақ тесіктер тіпті Үлкен жарылыстың алдында болуы мүмкін

Зерттеушілер ұсынған тағы бір қызықты теория ақ тесіктер Үлкен жарылысты түсіндіре алады, өйткені бұл үлкен материя мен энергия өздігінен пайда болған тағы бір жағдай.

Шындығында, Үлкен жарылыс ақ тесік жарылысының нәтижесі болды, ол қара тесік жұтқан барлық заттар мен ақпаратты шашып тастады.

Әлбетте, біз теорияның дұрыс па, жоқ па, білмейміз, бірақ тағы да өмір ақ тесіктен пайда болды деп ойлаудың өзі күлкілі.

Құрт тесігі арқылы қосылған ақ тесік пен қара тесік

Ақ тесіктердің бар екенін зерттеудің негізгі себептерінің бірі - олар жұмбақты шеше алады: қара құрдымның ортасында не болып жатыр. Қабылданған барлық ақпаратпен не болады?

Кейбір теориялар қара тесіктің екінші жағында ақ тесік бар деп болжайды. Қара құрдым жұтқан барлық материя мен ақпаратты ақ тесік басқа ғаламға лақтырады.

Қара құрдымның «кірісі» мен ақ тесіктің «шығуы» мүлдем басқа екі ғаламмен байланысты болуы мүмкін. Және бұл байланысты мүмкін ететін нәрсе құрт тесігі деп аталады: оны екі ұшы бар туннель ретінде қарастыруға болады, олардың әрқайсысы кеңістікте әртүрлі жерде орналасқан.

Жалпы салыстырмалылық теориясында құрт саңылауларынан тұратын нақты теңдеулер бар, бірақ олар әлемде әлі байқалған жоқ. Құрт тесігі қысқа қашықтықтарды (бірнеше метр), өте ұзақ қашықтықтарды (миллиондаған жарық жылдары) немесе әртүрлі ғаламдарды байланыстыра алады.

1935 жылы ғалымдар Эйнштейннің жалпы салыстырмалық теориясын қолдана отырып, Шварцшильд құрт тесігі деп аталатын 1 типті құрт тесігін тапты. Бүкіл Шварцшильд метрикасы ақ тесіктен, қара тесіктен және олардың оқиғалар көкжиегінде құрт тесігі арқылы қосылған екі бөлек әлемнен тұрады.

Шварцшильд шешімі екі нақты теңдеуден тұрады – оң және теріс квадрат түбірі. Соңғысы қара құрдым уақыт бойынша артқа жылжитынын түсіндіреді, бұл да ақ тесік.

Ақ саңылаулар уақытпен саяхаттауға мүмкіндіктер ашады

Белгілі бір жағдайларда құрт тесігі кеңістіктегі екі нүктенің орнына уақыт бойынша екі нүктені қоса алады. Осылайша, қара тесік жұтқан зат құрт тесігінен өтіп, уақыттың басқа аймағында [немесе кеңістікте] ақ тесік ретінде атқылауы мүмкін.

Дегенмен, тұжырымдаманың көптеген кемшіліктері бар. Мысалы, қара құрдымға түскен зат оның орасан зор тартылыс күшіне төтеп бере алмайды. Ал құрт тесігі керемет тұрақсыз болғандықтан, ол бірден өзіне құлап кетеді.

Дегенмен, кейбір физиктер құрт тесігі (егер ол бар болса) кеңістікте де, уақытта да саяхаттауға мүмкіндік беретінін көрсетті. Калифорния технологиялық институтының профессоры, сонымен бірге Нобель сыйлығының лауреаты Кип Торн бұл үш құбылыс (қара тесіктер, құрт саңылаулары және ақ тесіктер) адамдарға уақыт (мыңдаған жылдар) бойынша алға-артқа саяхаттауға мүмкіндік береді деп болжады.

Шынымды айтсам, ақ тесіктерге қатысты жүздеген теориялар бар, бірақ ғалымдар олардың бар екенін растайтын сенімді дәлелдер таба алмады. Біздің кең-байтақ жұмбақ ғаламда олар үшін орын бар шығар.