Svarte hull og ormehull har lenge blitt et kjent attributt for mange science fiction-filmer og TV-serier, der romfarende bruker dem til å øyeblikkelig reise over hele universet. Hva er sorte hull og ormehull, hvor sannsynlig er reise gjennom tid og rom? Hvilken utrolig sannhet vises i science fiction-filmer? Dette ble fortalt av russiske fysikere fra universitetene i "Prosjekt 5-100".
Hva er et svart hull?
Fysikere kaller et svart hull et område i romtid med så sterk tyngdekraft at uansett, energi eller informasjon (inkludert lys) kan forlate dette området når det først kommer inn i det. Et svart hull er avgrenset i verdensrommet av en hendelseshorisont: grensen til et svart hull, utover hvilket ingen gjenstand eller stråling kan unnslippe. Dermed kan ikke observatører utenfor det sorte hullet få noen informasjon om hva som skjer inne i det.
I henhold til den generelle relativitetsteorien er geometrien til svarte hull beskrevet av Einsteins ligninger, som forbinder metrikken for buet romtid og egenskapene til saken som fyller den, og tyngdekraften er en manifestasjon av krumningen i romtid, sa en professor ved utdannings- og vitenskapelig institutt for gravitasjon og kosmologi ved Peoples 'Friendship University of Russia (RUDN University) Kirill Bronnikov.
”Forskere har teoretisk beskrevet mange forskjellige sorte hull. De er forskjellige i nærvær eller fravær av rotasjon, elektrisk ladning og andre mulige parametere. Det antas at sorte hull kan oppstå fra kollaps av ganske massive stjerner på det siste stadiet av deres evolusjon eller fra svingninger i super tett materie i det tidlige universet,”sa han.
I følge ham er det umulig å se et svart hull, siden en ekstern observatør ikke kan motta noen informasjon direkte fra hendelseshorisonten. Derfor kan et svart hull kun manifestere seg indirekte - ved krumningen av lysstråler som passerer i nærheten, ved elektromagnetisk stråling fra det omgivende materiale som faller ned i det, etc.
Forskere forstår fortsatt ikke hva de indre områdene av sorte hull, skjult under hendelseshorisonten, er. I henhold til de fleste modeller av sorte hull i generell relativitet, må de ha "singulariteter" - punkter, linjer eller overflater med uendelig store verdier for romtidens krumning, så vel som tetthet og trykk av materie. Imidlertid mener mange forskere at dette i virkeligheten ikke kan være det.
Salgsfremmende video:
"Her står vi overfor anvendelsesgrensen for våre klassiske ideer om romtid og går inn i det ukjente området av kvanteteorien om tyngdekraft som ennå ikke er bygget," bemerket Kirill Bronnikov.
Han snakket om muligheten for at det eksisterte en annen type svart hull - det såkalte "svarte universet". Fra utsiden kan det se ut som alle andre sorte hull. Imidlertid faller en observatør som har trengt inn i den, og krysset hendelseshorisonten, ikke i en singularitet, men i et nytt ekspanderende univers.
Ser etter sorte hull
I begynnelsen av 2019 ble observasjonsprogrammet til bakkerom-interferometeret Radioastron fullført, med en oppløsning flere tusen ganger høyere enn det berømte Hubble-romteleskopet. "Radioastron" er noen få dusin av de kraftigste bakkebaserte radioteleskopene og et romobservatorium, koblet ved hjelp av spesielle algoritmer til en virtuell "skål" med en diameter som er mye større enn planeten vår.
Radioastron tillot russiske astronomer å finne klare observasjonsindikasjoner på eksistensen i sentrum av galaksen OJ287 i stjernebildet Kreft av et par supermassive sorte hull som roterer i kort avstand fra hverandre, sa sjefen for laboratoriet for grunnleggende og anvendt forskning av relativistiske objekter i Universet til Moskva instituttet for fysikk og teknologi (MIPT) Yuri Kovalev.
Våre observasjoner stemmer godt overens med spådommene til den binære svart hullmodellen OJ287. I fremtiden, ved bruk av Millimetron bakkerom-interferometer, planlegger vi å studere med kortere bølgelengder skyggene og nærheten av sorte hull i våre og andre galakser. Det vil også bidra til å teste den teoretiske forståelsen av eksistensen av andre objekter - "ormehull", sa han.
Tunneler til andre dimensjoner
"Wormholes" (det engelske ekvivalentet til navnet - wormholes, or wormholes) er de mest spennende objektene i universet, om eksistensen som forskere hevder. Dette er rom-tidskonfigurasjoner i form av en slags tunneler mellom fjerne regioner i vårt univers eller til og med mellom forskjellige universer.
“Ormhull tilsvarer sorte hull, ettersom de er lokaliserte gjenstander med tilstrekkelig sterk tyngdekraft og romkurvatur. Men i motsetning til svarte hull, har de ikke en "felle" - en hendelseshorisont, derfor tillater de teoretisk ikke bare "inngang", men også "exit". Det vil si at du kan gå gjennom dem og komme tilbake,”sa Sergei Rubin, professor ved National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI).
Til tross for at ormehull ikke er i strid med generell relativitet og blir spådd av noen kosmologiske teorier, er de virkelige kandidatene for rollen til slike objekter fremdeles ukjente. I tillegg innebærer ormehull en veldig atypisk romtidsgeometri, som krever at materie med eksotiske egenskaper (for eksempel negativ energitetthet) opprettholdes.
"Oppdagelsen av ormehull i naturen eller opprettelsen av dem i laboratoriet ville bety en reell revolusjon i romtidens fysikk," understreket forskeren.
Sergei Rubin deler ikke tilliten til astronom Heino Falke om at nylige bilder av det sorte hullet i sentrum av M87-galaksen, oppnådd i Event Horizons Telescope-prosjektet, kan bekrefte eksistensen av tunneler i strukturen av rom-tid. For endelige konklusjoner er det ikke nok målenøyaktighet.
Samtidig hjelper teoretiske ideer om disse objektene forskere til å forstå arten av romtid og tyngdekraft.
Hvordan komme inn i et ormhull?
Ikke alle science fiction-filmer om tunneler til andre dimensjoner er langt fra moderne vitenskapelige teorier, sier professor ved Immanuel Kant Baltiske føderale universitet (IKBFU) Artem Yurov.
“I filmen Interstellar er informasjonen om sorte hull og flere mellomrom i tråd med vitenskapelige ideer. Dette er ikke overraskende, siden filmens vitenskapelige rådgiver var Nobelprisvinnende svart hull-fysiker Kip Thorne. Det var han som pustet nytt liv i ideen om eksistensen av ormehull,”sa han.
I følge Artem Yurov, selv om ormehull er tillatt etter fysikkens lover, kan de ikke oppstå på egen hånd. Imidlertid kan de bygges av en sivilisasjon som er ekstremt utviklet i tekniske og vitenskapelige termer.
"Dette skal ikke være overraskende. Til slutt kan en Toyota-bil heller ikke vises spontant, selv om du venter flere titalls milliarder år - den må lages," sa han.
I dag tenker fysikere muligheten for å danne ormer som ikke går i oppløsning raskt, samt hvordan de kan bli store nok slik at minst molekyler kan passe og ikke kollapse der.
”Det er hypotetisk mulig å sende menneskets genom gjennom et ormhull. I følge beregninger er det også trakter i tilleggsdimensjoner, men de er fremdeles ganske små, 10 til minus 31 grader centimeter,”sa Sergei Rubin.
Ifølge forskeren er det gjennom et ormhull i fremtiden hypotetisk mulig å sende menneskeheten fra et døende univers til et annet, bare begynt å leve. For å gjøre dette, er det ikke nødvendig å sende en person dit fysisk - du kan sende informasjon dit, på grunnlag av hvilken sivilisasjonen vår vil bli gjenopprettet uavhengig i det nye universet.
