Группа физиков из Германии и Греции под общим руководством Буркхарда Клайхауса представила принципиально новый взгляд на проблему кротовых нор . Так называются гипотетические объекты, где происходит искривление пространства и времени .
Считается, они представляют собой туннели, через которые можно в один момент совершить путешествие в другие миры.
Кротовые норы, или, как их еще называют, червоточинки, известны каждому любителю научной фантастики, где эти объекты описаны весьма ярко и впечатляюще (хотя в книгах их чаще называют ноль-пространство). Именно благодаря им герои могут переходить из одной галактики в другую за весьма короткое время. Что касается же реальных кротовых нор, то с ними дело обстоит куда сложнее. До сих пор непонятно, существуют ли они на самом деле, или же это все результат буйства фантазии физиков-теоретиков.
Согласно традиционным представлениям, кротовые норы — это некоторое гипотетическое свойство нашей Вселенной, а точнее, пространства и времени . Согласно концепции моста Эйнштейна — Розена, каждый момент времени в нашей Вселенной могут возникать некие туннели, через которые можно попасть из одной точки пространства в другую практически одномоментное (тот есть без потери времени).
Казалось бы, телепортируйся с их помощью в свое удовольствие! Но вот ведь беда: во-первых, эти кротовые норы чрезвычайно малы (по ним лишь элементарные частицы без труда шастать могут), а во-вторых, существуют они крайне недолго, миллионные доли секунды. Именно поэтому изучать их крайне сложно — до сих пор все модели кротовых нор не были экспериментально подтверждены.
Тем не менее, некоторое представление о том, что может быть внутри такого туннеля, у ученых все-таки имеется (хотя, увы, также лишь теоретическое). Считается, что там все забито так называемой экзотической материей (не путать с темной, это разные материи). А свое прозвище эта материя получила от того, что она состоит из принципиально других элементарных частиц. И из-за этого в ней не соблюдаются большинство физических законов — в частности, энергия может иметь отрицательную плотность, сила гравитации не притягивает, а отталкивает предметы и т.п. В общем, внутри туннеля все совсем не так, как у нормальных людей. Но именно эта неправильная материя и обеспечивает тот самый чудесный переход сквозь кротовую нору.
Собственно говоря, знаменитая общая теория относительности Эйнштейна к возможности существования кротовых нор весьма лояльна — она не опровергает существование таких туннелей (хотя и не подтверждает). Ну, а то, что не запрещено, как известно, разрешено. Поэтому многие астрофизики еще с середины прошлого века активно пытаются найти следы хоть какой-нибудь более-менее устойчивой кротовой норы.
Собственно говоря, их интерес можно понять — если окажется, что подобный туннель возможен в принципе, то тогда путешествия сквозь него к далеким мирам станут весьма простым делом (конечно, при условии, что кротовая нора будет находиться недалеко от Солнечной системы). Однако поиски данного объекта затрудняет то обстоятельство, что ученые до сих пор, собственно говоря, не совсем представляют себе, а что именно искать. В самом деле, напрямую увидеть эту нору невозможно, раз она, подобно черным дырам, все в себя всасывает (в том числе и излучение), но ничего не выпускает. Нужны какие-то косвенные признаки ее существования, но вот ведь вопрос — какие именно?
И вот недавно группа физиков из Германии и Греции под общим руководством Буркхарда Клайхауса из Ольденбургского университета (Германия) для того, чтобы облегчить страдания астрофизиков, представила принципиально новый взгляд на проблему кротовых нор. С их точки зрения, эти туннели действительно могут существовать во Вселенной и быть при этом достаточно устойчивыми . И никакой экзотической материи, по мнению группы Клайхауса, внутри них нет.
Ученые считают, что возникновение кротовых нор было вызвано квантовыми флуктуациями, свойственными ранней Вселенной почти сразу после Большого взрыва и породившими так называемую квантовую пену . Напомню, что квантовая пена — это некое условное понятие, которое может быть использовано как качественное описание субатомной пространственно-временной турбулентности на очень малых расстояниях (порядка планковской длины, то есть расстояния в 10 -33 см).
Образно говоря, квантовую пену можно представить так: вообразим, что где-то в весьма короткие промежутки времени в очень небольших областях пространства может самопроизвольно появляться энергия, достаточная для превращения этого кусочка пространства в черную дыру. А появляется эта энергия не просто из ниоткуда, а в результате столкновения частиц с античастицами и их взаимной аннигиляции. И тогда перед нашими глазами возникнет некий бурлящий котел, в котором непрерывно возникают и тут же исчезают черные дыры.
Так вот, по мнению авторов исследования, сразу после Большого взрыва наша Вселенная вся состояла из квантовой пены . И возникали в ней в каждый момент времени не только черные дыры, но и кротовые норы . А далее инфляция (то есть расширение) Вселенной должна была не только раздуть ее до огромных размеров, но и одновременно резко увеличить норы и сделать их устойчивыми. Настолько, что в них стало возможно проникновение и даже достаточно крупных тел.
Правда, тут получается одна загвоздка. Дело в том, что хотя крупные тела, согласно этой модели, и могут войти в кротовую нору, гравитационное влияние на них при входе должно быть весьма малым. Иначе они будут просто разорваны на части. Но если искривление пространства-времени на входе будет "плавным", то само путешествие через нее не может быть одномоментным. Оно, по расчетам исследователей, займет десятки, а то и сотни световых лет, поскольку выход из кротовой норы, доступной крупному телу, будет находиться весьма далеко от входа.
Исследователи считают, что обнаружить эти объекты во Вселенной хоть и не просто, но все-таки возможно. При том, что они могут быть похожи на черные дыры, отличия все-таки есть. Например, в черной дыре газ, попавший за горизонт событий, сразу же перестает испускать рентгеновское излучение, а тот, что попал в кротовую нору (у которой нет горизонта событий), продолжает это делать. Кстати, подобное поведение газа было недавно зафиксировано "Хабблом" в окрестностях объекта Стрелец A*, который традиционно считается массивной черной дырой. Но, судя по поведению газа, возможно, это устойчивая кротовая нора.
Согласно концепции группы Клайхауса, могут быть и другие признаки, говорящие о существовании кротовых нор. Теоретически можно предположить ситуацию, когда астрономы напрямую отметят неадекватность картины за кротовой норой, если телескоп случайно окажется повернут в ее сектор звездного неба. В этом случае она будет показывать картинку за десятки или сотни световых лет, которую астрономы смогут легко отличить от той, что в действительности должна быть в этом месте. Гравитация звезды (если она будет находиться по ту сторону кротовой норы) также может исказить свет удаленных звезд, проходящий неподалеку от кротовой норы.
Следует заметить, что работа греческих и немецких физиков, хоть и является сугубо теоретической, весьма важна для астрономов. Она впервые систематизирует все возможные признаки кротовых нор, которые можно пронаблюдать. А значит, руководствуясь ей, эти туннели можно обнаружить. То есть теперь ученые знают, что именно им надо искать.
Хотя, с другой стороны, если модель группы Клайхауса соответствует действительности, ценность кротовых нор для человечества резко снижается. Ведь одномоментного перехода в иные миры они не обеспечивают. Хотя, конечно же, изучить их свойства все же следует — вдруг для чего другого пригодятся…
Кротовая нора или червоточина в теории представляет собой пересечение времени и пространства, которое существенно сокращает время дальних путешествий по всей вселенной. Понятие «Кротовая нора» появилась на свет благодаря общей теории относительности. Червоточины пока не изучены и несут в себе колоссальную опасность в виде внезапных контактов с неизученными материями, высокой радиации и другими неизвестными коллапсами.
Теория кротовых нор
В недалеком 1935 году физики и Натан Розен открыли теорию общей относительности, в которой предположили существование «мостов» через пространство и время. Эти пути получили называние «мосты Эйнштейна-Розена» или кротовые норы. Эти мосты соединяют две разные точки во времени и пространстве, теоретически создавая путь, сокращающий время в пути и расстояние путешествия.
В теории содержит два отверстия, которые потом соединяются. Начала этих отверстий, скорее всего, являются шаровидным. Затем, они переходят в прямой участок, хотя, возможно, он может образовать круг, обеспечивая путешественнику более длинный путь, чем традиционный способ.
Теория общей относительности Эйнштейна математически предполагает существование кротовых нор, но на сегодняшний день ни одна из них не была обнаружена астрофизиками. Единственное, что дает предположение о наличии КН — отрицательная масса, которая может быть обнаружена благодаря тому, как ее гравитация влияет на свет, проходящий мимо.
Некоторые из утверждений общей теории относительности допускают существование кротовых нор, часть которых состоит из черных дыр. Правда, по своей природе черная дыра, которая возникает при взрыве умирающей звезды, сама по себе не может создать червоточину.
Научная фантастика изобилует рассказами о путешествиях через червоточины. Но фактическая реальность такого путешествия пока не представляется реальной.
Первая проблема заключается в размерах кротовых нор. Обычные червоточины, по прогнозам ученых, имеют размер 10-33 сантиметра. Однако, по мере расширения Вселенной, вполне возможно, что некоторые из них могли бы растянуться до больших размеров.
Другая проблема для путешественников происходит из неизученной стабильности кротовой норы. Исследования Эйнштейна-Розена были просто бесполезны для практических путешествий. Но более поздние исследования показали, что червоточина, содержащая «экзотическую материю» может оставаться открытой для исследований и неизменной в течение длительных периодов времени.
Экзотическая материя, которая отличается от темной материей или антивещества, содержит отрицательную плотность энергии, а так же отрицательное давление.
Если КН (кротовая нора) содержит достаточное количество экзотической материи, будь она природного происхождения или искусственно разработанным материалом – она теоретически может быть использована в качестве способа пересылки информации или путешественников через пространство.
Кротовые норы могут не только соединять два отдельных района вселенной, но так же они могут соединить две разные галактики. Интересно, что некоторые ученые предполагают, что, если один вход в КН будет перемещаться в определенном изученном порядке, то это впоследствии может позволить осуществить путешествия. Несмотря на это, британский астрофизик и космолог Стивен Хокинг утверждает, что использование КН для путешествий пока не представляется возможным.
«Кротовая нора на самом деле не даст Вам возможность, чтобы путешествовать назад во времени» написал сотрудник НАСА Эрик Кристиан.
21:11 09/11/20180 👁 3 735
Данный текст представляет собой третью версию моей книги о кротовых норах и . Я постарался сделать ее понятной для максимально-широкого круга читателей. Понимание материала не требует от читателя специального образования, вполне достаточно будет самых общих представлений из курса средней школы и познавательного любопытства. Текст не содержит формул и не содержит сложных понятий. Для упрощения понимания я старался, где можно, использовать поясняющие иллюстрации. Данная версия была дополнена новыми разделами и иллюстрациями. Также в текст были внесены исправления, пояснения и уточнения. Если какой-то из разделов книги покажется читателю скучным или непонятным, то при чтении его можно будет пропустить без особого ущерба для понимания.
Что принято называть “Кротовой норой” в астрофизике
В последние годы в средствах массовой информации появилось много сообщений об открытии учеными неких гипотетических объектов, называемых “кротовыми норами”. Более того, проскакивают даже нелепые сообщения о наблюдательном обнаружении таких объектов. Я даже читал в желтой прессе о практическом использовании неких “кротовых нор”. К сожалению, большинство этих сообщений очень далеки от истины, более того, даже понятие о таких “кротовых норах” часто не имеет ничего общего с тем, что принято называть “кротовыми норами” в астрофизике.
Все это побудило меня к популярному (и в то же время достоверному) изложению теории “кротовых нор” в астрофизике. Но обо всем по порядку.
Сначала немного истории:
Научно-обоснованная теория “кротовых нор” зародилось в астрофизике еще в 1935 году вместе с пионерской работой Эйнштейна и Розена. Но в той пионерской работе “кротовая нора” была названа авторами “мостом” между различными частями Вселенной (английский термин “bridge”). Долгое время эта работа не вызывала у астрофизиков большого интереса.
Но в 90-ые годы прошлого века интерес к таким объектам начал возвращаться. Прежде всего, возвращение интереса было связано с открытием в космологии , но почему и какая тут связь я расскажу чуть позже.
Англоязычным термином, который с 90-ых годов прижился для “кротовых нор” стал “wormhole” (вормхол), но первыми предложили этот термин еще в 1957 году американские астрофизики Мизнер и Уилер (это тот самый Уилер, который считается “отцом” американской водородной бомбы). На русский язык “wormhole” переводится как “червячная дыра”. Такой термин не нравился многим русскоговорящим астрофизикам, и в 2004 году было принято решение провести голосование по различным предложенным терминам для таких объектов. Среди предложенных терминов были такие как: “червячная нора”, “вормхол”, “червоточина”, “мост”, “кротовая нора”, “туннель” и т.д. В голосовании участвовали русскоговорящие астрофизики, имеющие научные публикации по этой тематике (в их числе и я). В результате этого голосования победил термин “кротовая нора” и далее я буду писать этот термин без кавычек.
1.Так что же принято называть кротовой норой?
В астрофизике у кротовых нор есть четкое математическое определение, но здесь (ввиду его сложности) я не буду его приводить, а для неподготовленного читателя я попробую дать определение простыми словами.
Можно дать разные определения кротовым норам, но общим для всех определений является свойство, согласно которому кротовая нора должна соединять между собой две неискривленных области пространства. Место соединения и называется кротовой норой, а его центральный участок – горловиной кротовой норы. Пространство вблизи горловины кротовой норы достаточно сильно искривлено. Понятия “неискривленный” или “искривлено” здесь требуют детального пояснения. Но я не буду сейчас это пояснять, а читателя прошу потерпеть до следующего раздела, в котором я и поясню суть этих понятий.
Кротовая нора может соединять либо две разные вселенные, либо одну и ту же вселенную в разных частях. В последнем случае расстояние через кротовую нору (между входами в нее) может оказаться короче, чем расстояние между входами, измеренное снаружи (хотя это вовсе и необязательно).
Далее я буду называть словом “вселенная” (с маленькой буквы) – часть пространства-времени, которое ограничено входами в кротовые норы и в черные дыры, а словом “Вселенная” (с большой буквы) я буду называть все пространство-время, ничем не ограниченное.
Строго говоря понятия времени и расстояния в искривленном пространстве-времени перестают быть абсолютными величинами, т.е. такими, какими мы подсознательно всегда привыкли их считать. Но я придаю этим понятиям вполне физический смысл: речь идет о собственном времени, измеряемым наблюдателем, который свободно двигается (без ракетных или каких-либо других двигателей) почти со световой скоростью (теоретики обычно называют его ультрарелятивистским наблюдателем).
Очевидно, что технически создать такого наблюдателя практически невозможно, но действуя в духе Эйнштейна мы можем представить себе мысленный эксперимент, в котором наблюдатель оседлал фотон (или другую ультрарелятивистскую частицу) и двигается на нем по кратчайшей траектории (как барон Мюнхаузен на ядре).
Тут стоит напомнить, что фотон двигается по кратчайшему пути по определению, такой путь называется в общей теории относительности нулевой геодезической линией. В обычном неискривленном пространстве две точки могут быть соединены только одной нулевой геодезической линией. В случае кротовой норы, соединяющей входы в одной и той же вселенной, таких путей для фотона может быть как минимум два (и оба кратчайшие, но неравные), причем один из этих путей проходит через кротовую нору, а другой не проходит.
Ну вот, вроде я и дал упрощенное определение для кротовой норы простыми человеческими словами (без использования математики). Правда стоит оговориться, что кротовые норы, через которые может проходить свет и другая материя в обе стороны называются проходимыми кротовыми норами (далее я буду называть их просто кротовыми норами). Исходя из слова “проходимые” напрашивается вопрос: а есть-ли непроходимые кротовые норы? Да – есть. Это такие объекты, которые внешне (на каждом из входов) являются как-бы черной дырой, но внутри такой черной дыры нет сингулярности (сингулярностью в физике называют бесконечную плотность материи, которая разрывает и уничтожает любую другую материю, попадающую в нее). При этом свойство сингулярности обязательно для обычных черных дыр. А сама черная дыра определяется наличием у неё поверхности (сферы), из под которой наружу не может вырваться даже свет. Такая поверхность называется горизонтом черной дыры (или горизонтом событий).
Таким образом, материя может попасть внутрь непроходимой кротовой норы, но выйти из нее уже не может (очень похоже на свойство черной дыры). Более того, могут быть еще и полупроходимые кротовые норы, в которых материя или свет может проходить по кротовой норе только в одну сторону, но не может проходить в другую.
2.Туннель из кривизны? Кривизны чего?
На первый взгляд кажется весьма привлекательным создание тоннеля кротовой норы из кривого пространства. Но задумавшись начинаешь приходить к абсурдным выводам.
Если вы находитесь в этом тоннеле, то какие стенки могут помешать вам вырваться из него в поперечном направлении?
И из чего эти самые стенки?
Неужели пустое пространство может помешать нам пройти через них?
Или оно не пустое?
Для того чтобы понять это (я даже и не предлагаю это представить) рассмотрим неискривленное гравитацией пространство. Пусть читатель считает, что это обычное пространство, с которым он привык всегда иметь дело, и в котором он живет. Далее такое пространство я буду называть плоским.
Рисунок 1. (оригинальный рисунок автора)
Схематичное изображение искривления двумерного пространства. Цифрами обозначены последовательные стадии перехода: от стадии неискривленного пространства (1) до стадии двумерной кротовой норы (7).
Возьмем в качестве начала некоторую точку “O” в этом пространстве и проведем вокруг нее окружность – см. фигуру №1 на рисунке 1 . Пусть и эта точка, и эта окружность лежат на какой-то плоскости в нашем плоском пространстве. Как всем нам прекрасно известно из школьного курса математики, отношение длины этой окружности к радиусу равно величине 2π, где число π = 3,1415926535….. Более того: отношение изменения длины окружности к соответствующему изменению радиуса также будет равно 2π (далее для краткости будем говорить просто ОТНОШЕНИЕ).
Теперь поместим в нашу точку “O” некоторое тело с массой M. Если верить теории Эйнштейна и экспериментам (которые неоднократно проводились и на Земле, и в солнечной системе), то пространство-время вокруг тела искривится и вышеупомянутое ОТНОШЕНИЕ окажется меньше, чем 2π. Причем тем меньше, чем больше масса M – см. фигуры №2 – 4 на рисунке 1 . Это и есть искривление пространства! Но искривляется не только пространство, искривляется также и время, а правильнее говорить, что искривляется все пространство-время, т.к. в теории относительности одно не может существовать без другого – между ними нет четкой границы.
В какую же сторону оно искривляется? – спросите вы.
Вниз (под плоскость) или наоборот – вверх?
Правильный ответ состоит в том, что искривление будет одинаково для любой плоскости, проведенной через точку “O”, а направление тут не при чем. Само геометрическое свойство пространства меняется так, что и отношение длины окружности к радиусу меняется также! Некоторые ученые считают, что искривление пространства происходит в направлении нового (четвертого) измерения. Но сама теория относительности не нуждается в дополнительном измерении, ей хватает трех пространственных и одного временного измерения. Обычно временному измерению приписывают индекс нуль, а пространство-время обозначают как 3+1.
Насколько сильным будет такое искривление?
Для окружности, которая является экватором нашей , относительное уменьшение ОТНОШЕНИЯ будет 10-9, т.е. для Земли (длина экватора)/(радиус Земли) ≈ 2π (1 – 10-9)!!! Вот такая ничтожно-малая добавка. А вот для окружности, являющейся экватором это уменьшение уже около 10-5, и хотя это тоже очень мало, но современные приборы эту величину легко измеряют.
Но в космосе есть и более экзотические объекты, чем просто планеты и звезды. Например пульсары, которые являются нейтронными звездами (состоят из нейтронов). Гравитация на поверхности пульсаров чудовищна, а их средняя плотность материи около 1014г/см3 – невероятно тяжелая материя! Для пульсаров уменьшение этого ОТНОШЕНИЯ уже около 0.1!
А вот для черных дыр и кротовых нор уменьшение этого ОТНОШЕНИЯ достигает единицы, т.е. само ОТНОШЕНИЕ достигает нуля! Это значит, что при движении в сторону центра длина окружности не меняется вблизи горизонта или горловины. Не меняется также и площадь сферы вокруг черных дыр или кротовых нор. Строго говоря, для таких объектов обычное определение длины уже не годится, но сути это не меняет. Причем для сферически-симметричной кротовой норы ситуация не зависит от направления, с которого мы двигаемся в сторону центра.
Как это можно себе представить?
Если мы рассматриваем кротовую нору, то это означает, что мы достигли сферы минимальной площади Smin=4π rmin2 с радиусом горловины rmin. Эта сфера минимальной площади называется горловиной кротовой норы. При дальнейшем движении в том же направлении мы обнаруживаем, что площадь сферы начинает увеличиваться – это означает, что мы проскочили горловину, перешли в другое пространство и двигаемся уже от центра.
А что будет если размеры падающего тела превышают размеры горловины?
Чтобы ответить на этот вопрос обратимся к двумерной аналогии – см. рисунок 2 .
Предположим, что тело является двумерной фигурой (некий рисунок, вырезанный из бумаги или другого материала), и этот рисунок скользит по поверхности, которая является воронкой (наподобие той, что мы имеем в ванной при стекании в нее воды). Причем скользит наш рисунок в направлении горловины воронки так, что прижимается к поверхности воронки всей своей поверхностью. Очевидно, что по мере приближения рисунка к горловине кривизна поверхности воронки нарастает, и поверхность рисунка начинает деформироваться в соответствии с формой воронки в данном месте рисунка. Наш рисунок (хоть он и бумажный), так же как и любое физическое тело обладает свойствами упругости, которые препятствуют его деформации.
В то же время материал рисунка оказывает физическое воздействие на материал, из которого сделана воронка. Можно сказать, что и воронка, и рисунок воздействуют силами упругости друг на друга.
1. Рисунок деформируется настолько, что проскочит через воронку, при этом он может и разрушиться (разорваться).
2. Рисунок и воронка деформируются недостаточно, чтобы рисунок проскочил (для этого нужно, чтобы рисунок имел достаточно большие размеры и прочность). Тогда рисунок застрянет в воронке и перекроет ее горловину для других тел.
3. Рисунок (точнее материал рисунка) разрушит (разорвет) материал воронки, т.е. такая двумерная кротовая нора будет разрушена.
4. Рисунок проскочит мимо горловины воронки (возможно задев ее при этом своим краем). Но это будет только в том случае, если вы недостаточно точно прицелили ваш рисунок на направление горловины.
Эти же четыре варианта возможны и для падения трехмерных физических тел в трехмерные кротовые норы. Вот так иллюзорно, на примере игрушечных моделей, я попытался описать кротовую нору в виде тоннеля без стенок.
В случае трехмерной кротовой норы (в нашем пространстве) силы упругости материала воронки, рассмотренные в предыдущем разделе, заменяются гравитационными приливными силами – это те самые силы, которые вызывают на Земле приливы и отливы под действием и .
В кротовых норах и черных дырах приливные силы могут достигать чудовищных значений. Они способны разорвать и уничтожить любые предметы или материю, а вблизи сингулярности эти силы вообще становятся бесконечными! Однако мы можем предположить такую модель кротовой норы, в которой приливные силы ограничены и, тем самым, возможно пройти сквозь такую кротовую нору нашему роботу (или даже человеку) без ущерба для него.
Приливные силы, согласно классификации Кипа Торна, бывают трех типов:
1. Приливные силы растяжения-сжатия
2. Приливные силы деформации сдвига
3. Приливные силы деформации кручения
Рисунок 3. (рисунок взят из доклада Кипа Торна — Нобелевского лауреата по физике 2017г.) Слева – иллюстрация действия приливных сил растяжения-сжатия. Справа – иллюстрация действия приливных сил кручения-сдвига.
Хотя последние 2 типа можно свести к одному – см. рисунок 3 .
4.Общая теория относительности Эйнштейна
В этом разделе я буду говорить о кротовых норах в рамках общей теории относительности, созданной Эйнштейном. Отличия от кротовых нор в других теориях гравитации я рассмотрю в последующем разделе.
Почему я начал свое рассмотрение именно с теории Эйнштейна?
На сегодняшний день теория относительности Эйнштейна является самой простой и самой красивой из неопровергнутых теорий гравитации: ни один эксперимент на сегодняшний день не опровергает ее. Результаты всех экспериментов прекрасно с ней согласуются на протяжении 100 лет!!! В то же время теория относительности является математически очень сложной.
Зачем же такая сложная теория?
Потому что все остальные непротиворечивые теории оказываются еще сложнее…
Рисунок 4. (рисунок взят из книги А.Д. Линде “Инфляционная космология”)
Слева – модель хаотической инфляционной многоэлементной Вселенной без кротовых нор, справа – тоже, но с кротовыми норами.
Сегодня модель “хаотической инфляции” является основой современной космологии. Эта модель работает в рамках теории Эйнштейна и предполагает существование (кроме нашей) бесконечного количества других вселенных, возникающих после “большого взрыва”, образуя во время “взрыва” так-называемую “пространственно-временную пену”. Первые мгновения во время и после этого “взрыва” и являются основой модели “хаотической инфляции”.
В эти мгновения могут возникать первичные пространственно-временные тоннели (реликтовые кротовые норы), которые, вероятно, сохраняются и после инфляции. Далее эти реликтовые кротовые норы связывают различные районы нашей и других вселенных – см. рисунок 4 . Данная модель была предложена нашим соотечественником Андреем Линде, который сейчас является профессором Стэндфордского университета. Эта модель открывает уникальную возможность исследования многоэлементной Вселенной и обнаружения нового типа объектов -– входов в кротовые норы.
Какие условия необходимы для существования кротовых нор
Исследование моделей кротовых нор показывает, что для их стабильного существования в рамках теории относительности необходима экзотическая материя. Иногда такую материю называют еще фантомной.
Для чего нужна такая материя?
Как я написал выше, для существования кривого пространства нужна сильная гравитация. В теории относительности Эйнштейна гравитация и кривое пространство-время существуют неразрывно друг от друга. Без достаточного количества сконцентрированной материи искривленное пространство выпрямляется и энергия этого процесса излучается на бесконечность в виде гравитационных волн.
Но только лишь сильной гравитации недостаточно для стабильного существования кротовой норы – так можно получить только черную дыру и (как следствие этого) горизонт событий.
Для того чтобы не дать образоваться горизонту событий черной дыры и нужна фантомная материя. Обычно под экзотической или фантомной материей подразумевают нарушение такой материей энергетических условий. Это уже математическое понятие, но не пугайтесь – я опишу его без математики. Как известно из школьного курса физики, у каждого физического твердого тела есть силы упругости, которые противостоят деформации этого тела (я писал об этом в предыдущем разделе). В более общем случае произвольной материи (жидкость, газ и т.д.) говорят о собственном давлении материи, а точнее о зависимости этого давления от плотности материи.
Такую зависимость физики называют уравнением состояния материи.
Так вот для того, чтобы энергетические условия материи были нарушены необходимо, чтобы сумма давления и плотности энергии была отрицательна (плотность энергии это плотность массы, умноженная на скорость света в квадрате).
Что это значит?
Ну, во-первых, если мы рассматриваем положительную массу, то давление такой фантомной материи должно быть отрицательно. А во-вторых, давление фантомной материи по модулю должно быть достаточно большим, чтобы в сумме с плотностью энергии дать отрицательную величину.
Есть еще более экзотический вариант фантомной материи: когда мы сразу рассматриваем отрицательную плотность массы и тогда давление не играет принципиальной роли, но об этом позже.
А еще более удивительным является тот факт, что в теории относительности плотность материи (энергии) зависят от того, в какой системе отсчета мы их рассматриваем. Для фантомной материи это приводит к тому, что всегда существует такая система отсчета (двигающаяся относительно лабораторной системы почти со скоростью света), в которой плотность фантомной материи становится отрицательной. По этой причине для фантомной материи нет принципиальной разницы: положительна или отрицательна ее плотность.
А такая материя вообще бывает?
И тут пришло время вспомнить об открытии темной энергии в космологии (не перепутайте ее с понятием “темной материи” – это совсем другая субстанция). Темную энергию открыли в 90-ых годах прошлого века, а понадобилась она для того чтобы объяснить наблюдаемое ускоренное расширение вселенной. Да, да – вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением.
7.Как кротовые норы могли образоваться во Вселенной
Все метрические теории гравитации (и теория Эйнштейна в их числе) утверждают принцип сохранения топологии. Это значит, что если кротовая нора обладает одной топологией, то со временем она не сможет обладать другой. Это также означает, что если пространство не обладает топологией тора, то и потом в этом же пространстве не смогут появиться объекты, обладающие топологией тора.
Поэтому рингхолы (кротовые норы с топологией тора) не могут появиться в расширяющейся Вселенной и не могут исчезнуть! Т.е. если во время “большого взрыва” топология была нарушена (процесс “большого взрыва” может и не описываться метрической теорией – например теорией Эйнштейна), то в первые мгновения взрыва, в “пространственно-временной пене” (я писал о ней выше – могут образоваться рингхолы, которые потом могут превратиться в непроходимые кротовые норы с той же топологией тора, но исчезнуть совсем они уже не смогут – поэтому их и называют реликтовые кротовые норы.
А вот кротовые норы с топологией сферы в теории Эйнштейна появляться и исчезать могут (правда на строго-топологическом языке это не будет такая же топология сферы, как и для кротовых нор, соединяющих разные вселенные, но в эти математические дебри здесь я углубляться не буду). Как может происходить образование кротовых нор с топологией сферы я могу опять же проиллюстрировать на примере двумерной аналогии – см. фигуры №5 – 7 на рисунке 1. Такие двумерные кротовые норы могут “надуваться” как детский резиновый шарик в любой точке плоской резиновой “вселенной”. При этом в процессе такого “надувания” топология нигде не нарушается – разрывов нигде нет. В трехмерном пространстве (трехмерная сфера) все происходит по аналогии – так же как я рассказывал выше.
8.Можно-ли из кротовой норы сделать машину времени
Среди литературных произведений можно встретить много разных романов про машину времени. К сожалению, большинство из них является мифами, не имеющими никакого отношения к тому, что принято называть МАШИНОЙ ВРЕМЕНИ в физике. Так вот в физике под машиной времени принято называть замкнутые мировые линии материальных тел. Под мировой линией мы понимаем траекторию тела, нарисованную не в пространстве, а в пространстве-времени!
Причем протяженность этих линий должна иметь макроскопические размеры. Последнее требование связано с тем, что в квантовой физике (в микромире) замкнутые мировые линии частиц являются обычным делом. Но квантовый мир это совсем другое дело. В нем, например, существует квантовый туннельный эффект, который позволяет микрочастице проходить через потенциальный барьер (сквозь непрозрачную стенку). Помните героя Иванушку (которого сыграл Александр Абдулов) в фильме Чародеи, где он проходил сквозь стену? Сказка, конечно, но с чисто научной точки зрения вероятность прохождения сквозь стену (квантовое туннелирование) есть и у большого макроскопического тела.
Но если мы рассчитаем эту вероятность, то она окажется столь маленькой, что необходимое число попыток (которое равно единице, деленной на эту мизерную вероятность), необходимых для успешного квантового туннелирования есть почти бесконечность. А если более конкретно, то число таких попыток должно превышать число всех элементарных частиц во Вселенной!
Вот примерно так же обстоит дело и с попыткой создания машины времени из квантовой петли – почти невероятно.
Но мы все же вернемся к вопросу создания машины времени с помощью кротовой норы. Для этого (как я уже сказал) нам потребуются замкнутые мировые линии. Такие линии, кстати, есть внутри вращающихся черных дыр. Есть они, кстати, и в некоторых моделях вращающейся Вселенной (решение Гёделя).
А вот для того, чтобы такие линии появились внутри кротовых нор, необходимо обязательное выполнение двух условий:
Во-первых, кротовая нора должна быть рингхолом, т.е. соединять разные области одной и той же вселенной.
А во-вторых, эта кротовая нора должна достаточно быстро вращаться (в нужном направлении).
Фраза “достаточно быстро” здесь означает, что скорость движения материи в ней должна быть близка к скорости света.
И всё? – спросите вы, мы сможем путешествовать в прошлое и обратно? На этот вопрос физики сегодня не могут ответить математически-корректно. Дело в том, что математическая модель, которую необходимо рассчитать, настолько сложна, что аналитическое решение построить просто невозможно. Более того: сегодня нет ни одного аналитического решения для рингхолов – есть только приближенные численные расчеты, сделанные на компьютерах.
Лично моё мнение состоит в том, что, если даже удастся получить замкнутую мировую линию, то она будет разрушена материей (которая будет двигаться по этой петле) ещё до замыкания петли. Т.е. машина времени невозможна, иначе мы могли бы вернуться в прошлое и, например, убить там свою бабушку еще до рождения у неё детей – явное противоречие в логике. Т.е. возможно получение только петель времени, которые не могут оказывать влияния на наше прошлое. По той-же логической причине, мы не сможем заглянуть в будущее, оставаясь при этом в настоящем. В будущее можно только перенестись целиком и уже невозможно будет из него вернуться, если мы в него уже попали. Иначе будет нарушена причинно-следственная связь между событиями (а на мой взгляд это невозможно).
9.Кротовые норы и вечный двигатель
Собственно, сами кротовые норы прямого отношения к вечному двигателю не имеют, а вот с помощью фантомной материи (которая необходима для стационарного существования кротовой норы) в принципе можно создать так называемый вечный двигатель третьего рода.
Я напомню одно из удивительных свойств фантомной материи (см. выше): всегда существует такая система отсчета (двигающаяся относительно лабораторной системы почти со скоростью света), в которой плотность фантомной материи становится отрицательной. Представим себе тело с отрицательной массой (из фантомной материи). Согласно закону всемирного тяготения это тело будет притягиваться к обычному телу с положительной массой. С другой стороны, обычное тело должно будет отталкиваться от тела с отрицательной массой. Если по модулю массы этих тел одинаковы, то тела будут “гнаться” друг за другом до бесконечности.
На этом эффекте и основывается (чисто теоретически) принцип работы вечного двигателя третьего рода. Однако возможность извлечения энергии (для нужд народного хозяйства) из этого принципа на сегодняшний день ни математически, ни физически строго не доказана (хотя такие попытки и были неоднократно предприняты).
Более того, ученые не верили и не верят в возможность создания вечного двигателя и это является основным аргументом против существования фантомной материи и против кротовых нор… Лично я также не верю в возможность создания вечного двигателя, но допускаю возможность существования в природе некоторых типов фантомной материи.
10.Связь между кротовыми норами и черными дырами
Как я писал выше, первые реликтовые кротовые норы, которые могли образоваться во Вселенной после “большого взрыва”, могли в итоге оказаться непроходимыми. Т.е. проход через них невозможен. На языке математики это означает, что у кротовой норы появляется “ловушечный горизонт” (trapping horizon), иногда его еще называют пространственно-подобный горизонт видимости. Даже свет не может выйти из под ловушечного горизонта, а другая материя не может тем более.
Вы спросите: “а что, горизонты бывают разные?”. Да, горизонтов в теориях гравитации есть несколько типов, и когда говорят, что у черной дыры есть горизонт, то обычно подразумевают горизонт событий.
Скажу более: и у кротовой норы обязательно должен быть горизонт, этот горизонт называется горизонтом видимости и таких горизонтов тоже есть несколько типов. Но я не буду здесь в это углубляться.
Таким образом, если кротовая нора является непроходимой, то внешне ее практически невозможно отличить от черной дыры. Единственным признаком такой кротовой норы может быть только монопольное магнитное поле (хотя у кротовой норы его может и не быть совсем).
Фраза “монопольное поле” означает, что поле выходит прямо из кротовой норы в одном направлении, т.е. поле либо выходит со всех сторон из кротовой норы (как иголки у ёжика), либо со всех сторон входит в неё – см. рисунок 6 .
У черной дыры существование монопольного магнитного поля запрещено так-называемой теоремой “Об отсутствии волос у черной дыры”.
Для электрического монопольного поля такое свойство обычно означает, что внутри поверхности под которую входит (или выходит) поле есть электрический заряд. Но магнитных зарядов в природе не найдено, поэтому если поле на одном из входов входит в кротовую нору, то оно должно выходить из нее на другом входе кротовой норы (или наоборот). Таким образом, можно реализовать интересную концепцию в теоретической физике, эта концепция называется “заряд без заряда”.
Это означает, что магнитная кротовая нора на каждом из своих входов будет выглядеть как магнитный заряд, но заряды входов противоположные (+ и -) и поэтому суммарный заряд входов кротовой норы равен нулю. На самом деле никаких магнитных зарядов быть не должно, просто внешнее магнитное поле ведет себя так, как будто они есть – см. рисунок 6.
Для проходимых кротовых нор есть свои характерные особенности, по которым можно отличить их от черных дыр и я напишу об этом в следующем разделе.
Если кротовая нора является непроходимой, то с помощью фантомной материи ее можно сделать проходимой. А именно, если мы будем “поливать” непроходимую кротовую нору фантомной материей с одного ее входа, то она станет проходимой со стороны противоположного входа, и наоборот. Правда при этом возникает и остается вопрос: как путешественнику (который хочет пройти через непроходимую кротовую нору) сообщить своему помощнику на противоположном от него входе кротовой норы (закрытом от него горизонтом), что он (путешественник) уже около своего входа и пора начинать “поливать” противоположный вход фантомной материей, для того чтобы кротовая нора стала полупроходимой в направлении нужном путешественнику.
Т.о., чтобы непроходимая кротовая нора стала полностью проходимой, ее нужно “поливать” фантомной материей с обоих ее входов одновременно. Причем фантомной материи должно быть достаточное количество, какое именно – вопрос непростой, ответ на него может дать только точный численный расчет для конкретной модели (такие модели уже рассчитывались ранее в научных публикациях). В астрофизике даже появилось выражение, что фантомная материя настолько ужасна, что растворяет в себе даже черные дыры! Правда справедливости ради стоит сказать, что черная дыра, растворившись, вовсе не обязательно образует кротовую нору.
Обычная же материя в достаточном количестве наоборот – “запирает” кротовую нору, т.е. делает ее непроходимой. Таким образом, можно сказать, что в этом смысле возможно взаимопревращение черных дыр и кротовых нор.
11.Черно-белые дыры как разновидность кротовых нор
Я предполагаю, что до сих пор у читателя создавалось впечатление, что черные дыры являются объектами, из которых ничего и никогда не может выходить наружу (в т.ч. даже свет). Это не совсем верное утверждение.
Дело в том, что практически во всех черных дырах сингулярность отталкивает материю (и свет), когда та подлетит к ней слишком близко (уже под горизонтом черной дыры). Исключение из этого явления могли бы составить только так называемые шварцшильдовские черные дыры, т.е. те, которые не вращаются и у них отсутствует электрический заряд. Но для образования такой шварцшильдовской черной дыры для ее образующей материи нужны такие начальные условия, мера которых есть нуль на множестве всех возможных начальных условий!
Другими словами, при образовании любой черной дыры у нее обязательно будет вращение (пусть даже очень маленькое) и обязательно будет электрический заряд (пусть даже элементарный), т.е. черная дыра будет не шварцшильдовской. Далее я буду называть такие черные дыры реальными. Реальные черные дыры имеют свою классификацию: Керровская (для вращающейся черной дыры), Рейснера-Нордстрема (для заряженной черной дыры) и Керра-Ньюмана (для вращающейся и заряженной черной дыры).
Что же будет с частицей, которую отталкивает сингулярность внутри реальной черной дыры?
Вылететь обратно частица уже не сможет – это противоречило бы законам физики в черной дыре, т.к. частица уже попала под горизонт событий. Но, оказывается, что топология внутри черных дыр оказывается нетривиальной (сложной). Это приводит к тому, что после попадания под горизонт черной дыры вся материя, частицы, свет выбрасываются сингулярностью в другую вселенную.
В той вселенной, куда все это вылетает существует белая дыра – из нее-то и вылетает материя (частицы, свет). Но на этом все чудеса не кончаются… Дело в том, что в том же самом месте пространства, где есть эта белая дыра (в другой вселенной) обязательно есть еще и черная дыра.
Материя, попавшая в Ту черную дыру (в другой вселенной) испытывает аналогичный процесс и вылетает уже в следующую вселенную. И так далее… Причем движение из одной вселенной в другую всегда возможно лишь в одном направлении: от прошлого – к будущему (в пространстве-времени). Это направление связано с причинно-следственной связью между событиями в любом пространстве-времени. В силу здравого смысла и логики ученые предполагают, что причинно-следственная связь никогда не должна нарушаться.
У читателя может возникнуть логичный вопрос: а обязательно-ли будет белая дыра в нашей вселенной – там, где уже есть черная дыра, и откуда могла бы вылетать к нам материя из предыдущей вселенной? Для специалистов в вопросах топологии черных дыр это непростой вопрос и ответ на него: “не всегда”. Но, в принципе, такая ситуация вполне может быть (когда черная дыра в нашей вселенной одновременно является и белой дырой из другой – предыдущей вселенной). Ответить на вопрос – какая ситуация является более вероятной (является-ли черная дыра в нашей вселенной одновременно и белой дырой из предыдущей вселенной или не является) мы, к сожалению, пока не можем.
Так вот такие объекты – черно-белые дыры имеют еще и другое название: “динамические кротовые норы”. Динамическими они называются, потому, что у них под горизонтом черной дыры всегда есть область (эта область называется T-областью), в которой невозможно создать жесткую систему отсчета, и в которой все частицы или материя находились бы в покое. В T-области материя не просто все время двигается – она двигается все время с переменной скоростью.
Но между сингулярностью и T-областью в реальных черных дырах всегда еще есть пространство с обычной областью, эта область называется R-областью. В частности, вне черной дыры пространство также обладает свойствами R-области. Так вот отталкивание материи от сингулярности происходит именно во внутренней R-области.
Рисунок 7. (за основу рисунка автором взята диаграмма Картера-Пенроуза для черной дыры Рейснера-Нордстрема) На рисунке слева схематически изображено пространство с нетривиальной (сложной) топологией черно-белой дыры Рейснера-Нордстрема (диаграмма Картера-Пенроуза). Справа показано прохождение частицы через эту черно-белую дыру: вне черной окружности – внешняя R-область, между зеленой и черной окружностями – T-область, под зеленой окружностью – внутренняя R-область и сингулярность.
По этим причинам невозможно рассчитать и построить единую траекторию частицы, пересекающей черно-белую дыру сразу в обоих вселенных. Для такого построения приходится разбивать искомую траекторию на два участка и “сшивать” эти участки между собой во внутренней R-области (только там это и возможно сделать) – см. рисунок 7 .
Как я уже писал ранее, приливные силы могут разорвать материю прежде, чем она достигнет другой вселенной. Причем внутри черно-белой дыры максимум приливных сил достигается в точке минимального радиуса (во внутренней R-области). Чем ближе реальная черная дыра по своим свойствам к шварцшильдовской – тем больше будут эти силы в своем максимуме, и тем меньше шансов у материи преодолеть черно-белую дыру без разрушения.
Эти свойства реальных черных дыр определяются мерой их вращения (это их угловой момент, деленый на квадрат их массы) и мерой их заряда (это их заряд, деленый на их массу). Каждое из этих свойств (этих мер) не может быть больше единицы для реальных черных дыр. Поэтому чем больше к единице какая-либо из этих мер – тем меньше будут в такой черной дыре приливные силы в своем максимуме, и тем больше шансов у материи (или у человека) преодолеть такую черно-белую дыру без разрушения. Более того, как ни парадоксально это звучит, чем тяжелее будет реальная черная дыра – тем меньше будут приливные силы в ее максимуме!
Так происходит оттого, что приливные силы являются не просто силами тяготения, а градиентом силы тяготения (т.е. скоростью изменения силы тяготения). Поэтому, чем больше черная дыра – тем медленнее в ней меняются силы тяготения (несмотря на то, что сами силы тяготения могут быть огромными). Следовательно градиент силы тяготения (т.е. приливные силы) будет меньше в бо’льших черных дырах.
Например, для черной дыры с массой в несколько миллионов масс нашего Солнца (в центре нашей галактики находится черная дыра с массой ≈ 4.3 миллиона масс Солнца), приливные силы на ее горизонте достаточно малы для того чтобы там мог пролететь человек и, при этом, ничего бы не почувствовал в момент пролета горизонта. А во Вселенной существуют и гораздо-более тяжелые черные дыры – с массой в несколько миллиардов масс Солнца (как, например, в квазаре M87)… Я поясню, что квазарами называются активные (ярко-светящиеся) ядра далеких галактик.
Поскольку, как я написал, материя или свет все-таки может без разрушения пролететь из одной вселенной в другую через черно-белую дыру, то такие объекты по-праву можно называть еще одной разновидностью кротовых нор без фантомной материи. Более того – существование во Вселенной именно этой разновидности – динамических кротовых нор можно считать уже практически доказанным!
Оригинальное видео автора (из его публикации), иллюстрирующее свободное, радиальное падение пылевой сферы в черно-белую дыру (все пылинки на сфере светятся монохромно-зеленым светом). Радиус горизонта Коши этой черно-белой дыры Рейснера-Нордстрема в 2 раза меньше радиуса внешнего горизонта. Наблюдатель также свободно и радиально падает (вслед за этой сферой), но с несколько большего расстояния.
При этом изначально зеленые фотоны от пылинок сферы достигают наблюдателя с красным (а потом и с фиолетовым) гравитационным смещением. Если бы наблюдатель оставался неподвижным относительно черно-белой дыры, то после пересечения сферой горизонта видимости красное смещение фотонов для наблюдателя стало бы бесконечным и он не смог бы больше наблюдать эту пылевую сферу. Но благодаря свободному падению наблюдателя, он может видеть сферу все время (если не учитывать сильного красного смещения фотонов) — в т.ч. и моменты пересечения сферой обоих горизонтов, и во время того как сам наблюдатель пересекает эти горизонты, и даже после прохождения сферой горловины этой динамической кротовой норы (черно-белой дыры) — и выхода пылинок в другую вселенную.
Внизу отображена шкала радиуса для наблюдателя (помеченного жёлтой меткой), ближайшей к наблюдателю точки пылевой оболочки (помеченной зелёной меткой), максимально-удалённой от наблюдателя точки пылевой оболочки, от которой к наблюдателю приходят фотоны (помеченной тонкой белой меткой), а также местоположение горизонта чёрной дыры (красная метка), горизонта Коши (синяя метка) и точки горловины (фиолетовая метка).
12.Мультивселенная
Понятие Мультивселенной обычно отождествляется с нетривиальной топологией окружающего нас пространства. Причем, в отличие от понятия «мультиверс» в квантовой физике, имеют в виду достаточно большие масштабы пространства, на которых квантовыми эффектами можно полностью пренебречь. Что такое нетривиальная топология? Объясню это на простых примерах. Представим себе два предмета, вылепленные из пластилина: обычную чашку с ручкой и блюдце под эту чашку.
Без разрывов пластилина и без склейки поверхностей, а только пластичной деформацией пластилина блюдце можно превратить в шар, но никак невозможно превратить в чашку или в бублик. Для чашки наоборот: из-за ее ручки чашку никак невозможно превратить в блюдце или в шар, но можно превратить в бублик. Эти общие свойства блюдца и шара соответствуют их общей топологии - топологии сферы, а общие свойства чашки и бублика - топологии тора.
Так вот топологию сферы (блюдце и шар) принято считать тривиальной, а более сложную топологию тора (чашка и бублик) принято считать нетривиальной, хотя существуют и другие, еще более сложные типы нетривиальной топологии - не только топология тора. Окружающая нас Вселенная состоит как минимум из трех пространственных (длина, ширина, высота) и одного временного измерения, и понятия топологии очевидным образом переносятся на наш мир.
Так, если две разные вселенные, обладающие топологией сферы, соединяются между собой только одной кротовой норой (гантель), то результирующая вселенная также будет обладать тривиальной топологией сферы. А вот если две разные части одной вселенной соединяются между собой кротовой норой (гиря), то такая вселенная будет обладать уже нетривиальной топологией тора.
Если две разные вселенные, обладающие топологией сферы, соединяются между собой двумя или более кротовыми норами, то результирующая вселенная будет обладать уже нетривиальной топологией. Система вселенных, соединенных между собой несколькими кротовыми норами, также будет обладать нетривиальной топологией, если существует хотя бы одна замкнутая линия, которую никакой плавной деформацией невозможно стянуть к одной точке.
При всей своей привлекательности, кротовые норы имеют два существенных недостатка: они нестабильны и их существование требует наличия экзотической (или фантомной) материи. И если их стабильность еще может быть реализована искусственно, то в возможность существования фантомной материи многие ученые просто не верят. Исходя из вышесказанного, может показаться, что без кротовых нор существование Мультивселенной невозможно. Но оказывается, что это не так: для существования Мультивселенной оказывается вполне достаточно существования реальных черных дыр.
Как я уже говорил, внутри всех черных дыр находится сингулярность - это область, в которой плотность энергии и материи достигает бесконечных значений. Практически во всех черных дырах сингулярность отталкивает материю (и свет), когда та подлетит к ней слишком близко (уже под горизонтом черной дыры).
Исключение из этого явления могли бы составить только так называемые шварцшильдовские черные дыры, то есть те, которые совсем не вращаются и у которых отсутствует электрический заряд. Шварцшильдовская черная дыра обладает тривиальной топологией. Но для образования такой шварцшильдовской черной дыры, для ее образующей материи нужны такие начальные условия, мера которых есть нуль на множестве всех возможных начальных условий!
Другими словами, при образовании любой черной дыры у нее обязательно будет вращение (пусть даже очень маленькое) и обязательно будет электрический заряд (пусть даже элементарный), то есть черная дыра будет не шварцшильдовской. Я называю такие черные дыры реальными.
У шварцшильдовсой черной дыры сингулярность находится внутри центральной сферы, имеющей бесконечно-малую площадь. У реальной черной дыры сингулярность находится на кольце, которое лежит в экваториальной плоскости под обеими горизонтами черной дыры. Здесь стоит добавить, что, в отличие от шварцшильдовской, у реальной черной дыры не один, а два горизонта. Причем между этими горизонтами математические признаки пространства и времени меняются местами (хотя это вовсе и не означает, что само пространство и время меняются местами, как считают некоторые ученые).
Что же будет с частицей, которую отталкивает сингулярность внутри реальной черной дыры (уже под ее внутренним горизонтом)? Вылететь обратно частица уже не сможет: это противоречило бы законам физики и причинности в черной дыре, так как частица уже попала под горизонт событий. Это приводит к тому, что после попадания под внутренний горизонт реальной черной дыры любая материя, частицы, свет выбрасываются сингулярностью в другую вселенную.
Так происходит потому, что, в отличие от шварцшильдовских черных дыр, топология внутри реальных черных дыр оказывается нетривиальной. Не правда ли, это удивительно? Даже небольшое вращение черной дыры приводит к кардинальному изменению свойств ее топологии! В той вселенной, куда потом вылетает материя, существует белая дыра - из нее-то все и вылетает. Но на этом все чудеса не кончаются… Дело в том, что в том же самом месте пространства, где есть эта белая дыра, в другой вселенной, обязательно есть еще и черная дыра. Материя, попавшая в ту черную дыру в другой вселенной, испытывает аналогичный процесс и вылетает уже в следующую вселенную и так далее.
Причем движение из одной вселенной в другую всегда возможно лишь в одном направлении - от прошлого к будущему (в пространстве-времени). Это направление связано с причинно-следственной связью между событиями в любом пространстве-времени. В силу здравого смысла и логики ученые предполагают, что причинно-следственная связь никогда не должна нарушаться. Такой объект принято называть черно-белой дырой (в этом смысле кротовую нору можно было бы назвать бело-белой дырой). Это и есть Мультивселенная, которая существует благодаря существованию реальных черных дыр, и для ее существования необязательно существование кротовых нор и фантомной материи.
Я предполагаю, что для большинства читателей будет сложно себе представить, чтобы в одной и той же области пространства (внутри одной и той же сферы, имеющей радиус горизонта черной дыры) существовало бы два принципиально-разных объекта: черная и белая дыра. Но математически это доказывается совершенно строго.
Читателю я предлагаю представить себе простую модель: вход (и выход) из здания с вращающейся дверью. Эта дверь может вращаться только в одну сторону. Внутри здания вход и выход около этой двери разделены турникетами, пропускающими посетителей только в одном направлении (вход или выход), а вне здания турникетов нет. Представим, что внутри здания эти турникеты делят все здание на 2 части: вселенная №1 для выхода из здания и вселенная №3 – для входа в него, а вне здания находится вселенная №2 – та, в которой мы с вами живем. Внутри здания турникеты также позволяют двигаться только в направлении от №1 к №3. Такая простая модель хорошо иллюстрирует действие черно-белой дыры и объясняет, что вне здания входящие и выходящие посетители могут столкнуться друг с другом, а внутри здания – не могут из-за однонаправленности движения (так же как и частицы материи в соответствующих вселенных).
На самом деле явления, которые сопровождают материю при таком выбросе в другую вселенную, представляют из себя достаточно сложные процессы. Основную роль в них начинают играть гравитационные приливные силы, про которые я писал выше. Однако если материя, попавшая внутрь черной дыры не долетает до сингулярности, то приливные силы, действующие на нее всегда остаются конечными и, тем самым, оказывается принципиально возможным прохождение сквозь такую черно-белую дыру робота (или даже человека) без ущерба для него. Причем, чем больше и массивнее будет черная дыра, тем меньше будут приливные силы в своем максимуме…
У читателя может возникнуть логичный вопрос: а обязательно ли будет белая дыра в нашей Вселенной там, где уже есть черная дыра, и откуда могла бы вылетать к нам материя из предыдущей вселенной? Для специалистов в вопросах топологии черных дыр это непростой вопрос, и ответ на него: «Не всегда». Но, в принципе, такая ситуация вполне может быть - когда черная дыра в нашей Вселенной одновременно является и белой дырой из другой, предыдущей вселенной. Ответить на вопрос «Какая ситуация является более вероятной?» (является ли черная дыра в нашей Вселенной одновременно и белой дырой из предыдущей вселенной или не является), мы, к сожалению, пока не можем.
Разумеется, сегодня и в ближайшем будущем не будет технической возможности отправить к черной дыре даже робота, но некоторые физические эффекты и явления, характерные для кротовых нор и черно-белых дыр, обладают настолько уникальными свойствами, что сегодня наблюдательная астрономия вплотную подошла к их обнаружению и, как следствие, открытию таких объектов.
13.Как должна выглядеть кротовая нора в мощный телескоп
Как я уже писал, если кротовая нора является непроходимой, то отличить ее от черной дыры будет очень непросто. Зато если она проходима, то через нее можно наблюдать объекты и звезды в другой вселенной.
Рисунок 9. (оригинальный рисунок автора)
На левой панели показан участок звездного неба, наблюдаемый через круглое отверстие в одной и той же вселенной (1 миллион одинаковых, равномерно-распределенных звезд). На средней панели показано звездное небо другой вселенной, наблюдаемое через статичную кротовую нору (1 миллион разных изображений от 210 069 одинаковых и равномерно-распределенных звезд в другой вселенной). На правой панели показано звездное небо другой вселенной, наблюдаемое через черно-белую дыру (1 миллион разных изображений от 58 892 одинаковых и равномерно-распределенных звезд в другой вселенной).
Рассмотрим простейшую (гипотетическую) модель звездного неба: на небе есть достаточно много одинаковых звезд, и все эти звезды равномерно распределены по небесной сфере. Тогда картина этого неба, наблюдаемая через круглое отверстие в одной и той же вселенной, будет такая, как показано на левой панели рисунка 9 . На этой левой панели видно 1 миллион одинаковых, равномерно-распределенных звезд, поэтому изображение кажется почти однородным круглым пятном.
Если же мы наблюдаем такое же звездное небо (в другой вселенной) через горловину кротовой норы (из нашей вселенной), то картина изображений этих звезд будет выглядеть примерно так, как показано на
КРОТОВАЯ НОРА — 1) астрофиз. Важнейшее понятие современной астрофизики и практической космологии. «Кротовая нора», или «кротовина», это транспространственный ход, соединяющий черную дыру и соответствующую ей дыру белую.
Астрофизическая «кротовая нора» протыкает свернутое в дополнительных измерениях пространство и позволяет перемещаться по действительно короткому пути между звездными системами.
Исследования, проведенные с использованием орбитального телескопа «Хаббл», показали, что каждая черная дыра является входом в «кротовую нору» (см. ХАББЛА ЗАКОН). Одна из самых больших нор находится в центре нашей Галактики. Теоретически показано (1993 г.), что именно из этой центральной норы и возникла Солнечная система.
По современным представлениям, наблюдаемая часть Вселенной буквально вся пронизана «кротовыми норами» идущими «туда-сюда». Многие крупные астрофизики полагают, что путешествия сквозь «кротовые норы» — будущее межзвездной космонавтики. «
Мы все привыкли к тому, что прошлого не вернуть, хотя порой очень хочется. Писатели-фантасты уже более века живописуют разного рода казусы, возникающие благодаря возможности путешествовать во времени и влиять на ход истории. Причем тема эта оказалась настолько животрепещущей, что в конце прошлого века даже далекие от сказок физики всерьез занялись поиском таких решений уравнений, описывающих наш мир, которые позволяли бы создавать машины времени и в мгновение ока преодолевать любые пространства и времена.
В фантастических романах описываются целые транспортные сети, соединяющие звездные системы и исторические эпохи. Шагнул в кабинку, стилизованную, скажем, под телефонную будку, и оказался где-то в туманности Андромеды или на Земле, но - в гостях у давно вымерших тиранозавров.
Персонажи подобных произведений постоянно используют нуль-транспортировки машины времени, порталы и тому подобные удобные приспособления.
Впрочем, любители фантастики воспринимают такие путешествия без особого трепета - мало ли что можно вообразить, относя реализацию придуманного к неопределенному будущему или к озарениям неведомого гения. Гораздо более удивительным представляется то, что машины времени и тоннели в пространстве вполне серьезно как гипотетически возможные активно обсуждаются в статьях по теоретической физике, на страницах самых солидных научных изданий.
Разгадка кроется в том, что согласно эйнштейновской теории тяготения - общей теории относительности (ОТО) четырехмерное пространство-время, в котором мы живем, искривлено, а знакомая всем гравитация и есть проявление такого искривления.
Материя «прогибает», искривляет пространство вокруг себя, и - чем она плотнее, тем сильнее искривление.
Многочисленные альтернативные теории тяготения, счет которым идет на сотни, отличаясь от ОТО в деталях, сохраняют главное - идею кривизны пространства-времени. И если пространство кривое, то почему бы ему не принять, к примеру, форму трубы, накоротко соединяющей области, разделенные сотнями тысяч световых лет, или, допустим, далекие друг от друга эпохи - ведь речь идет не просто о пространстве, а о пространстве-времени?
Помните, у Стругацких (тоже, кстати, прибегавших к нуль-транспортировке): «Совершенно не вижу, почему бы благородному дону не…» - ну, скажем, не слетать в XXXII век?…
Кротовые норы или черные дыры?
Мысли о столь сильном искривлении нашего пространства-времени возникли сразу после появления ОТО - уже в 1916 году австрийский физик Л. Фламм обсуждал возможность существования пространственной геометрии в виде некой норы, соединяющей два мира. В 1935 году А. Эйнштейн и математик Н. Розен обратили внимание на то, что простейшие решения уравнений ОТО, описывающие изолированные, нейтральные или электрически заряженные источники гравитационного поля, имеют пространственную структуру «моста», почти гладким образом соединяющего две вселенные - два одинаковых, почти плоских, пространства-времени.
Такого рода пространственные структуры позднее получили название «кротовые норы» (достаточно вольный перевод английского слова «wormhole» - «червоточина»).
Эйнштейн и Розен даже рассматривали возможность применения таких «мостов» для описания элементарных частиц. В самом деле, частица в этом случае - чисто пространственное образование, поэтому нет необходимости специально моделировать источник массы или заряда, а при микроскопических размерах кротовой норы внешний, удаленный наблюдатель, находящийся в одном из пространств, видит лишь точечный источник с определенными массой и зарядом.
Электрические силовые линии входят в нору с одной стороны и выходят с другой, нигде не начинаясь и не заканчиваясь.
По выражению американского физика Дж. Уилера, получается «масса без массы, заряд без заряда». И в этом случае вовсе не обязательно полагать, что мост соединяет две разные вселенные - ничуть не хуже предположение, что оба «устья» кротовой норы выходят в одну и ту же вселенную, но в разных ее точках и в разные времена - что-то вроде пустотелой «ручки», пришитой к привычному практически плоскому миру.
Одно устье, в которое входят силовые линии, можно видеть как отрицательный заряд (к примеру, электрон), другое, из которого они выходят, - как положительный (позитрон), массы же будут одинаковы с обеих сторон.
При всей привлекательности такой картины она (по многим причинам) не прижилась в физике элементарных частиц. «Мостам» Эйнштейна - Розена трудно приписать квантовые свойства, а без них в микромире делать нечего.
При известных значениях масс и зарядов частиц (электронов или протонов) мост Эйнштейна - Розена вообще не образуется, вместо этого «электрическое» решение предсказывает так называемую «голую» сингулярность - точку, в которой кривизна пространства и электрическое поле становятся бесконечными. Понятие пространства-времени, пусть даже искривленного, в таких точках теряет смысл, поскольку решать уравнения с бесконечными слагаемыми невозможно. Сама ОТО вполне определенно заявляет, где именно она перестает работать. Вспомним сказанные выше слова: «почти гладким образом соединяющего…». Вот это «почти» и относится к основному изъяну «мостов» Эйнштейна - Розена - нарушению гладкости в самом узком месте «моста», на горловине.
И нарушение это, надо сказать, весьма нетривиально: на такой горловине, с точки зрения удаленного наблюдателя, останавливается время…
По современным понятиям, то, что Эйнштейн и Розен рассматривали как горловину (то есть самое узкое место «моста»), на самом деле есть не что иное, как горизонт событий черной дыры (нейтральной или заряженной).
Более того, с разных сторон «моста» частицы или лучи попадают на разные «участки» горизонта, а между, условно говоря, правой и левой частями горизонта находится особая нестатическая область, не преодолев которую нельзя пройти нору.
Для удаленного наблюдателя космический корабль, приближающийся к горизонту достаточно крупной (по сравнению с кораблем) черной дыры, как бы навеки застывает, а сигналы от него доходят все реже и реже. Напротив, по корабельным часам горизонт достигается за конечное время.
Миновав горизонт, корабль (частица или луч света) вскоре неотвратимо упирается в сингулярность - туда, где кривизна становится бесконечной и где (еще на подходе) любое протяженное тело будет неизбежно раздавлено и разорвано.
Такова суровая реальность внутреннего устройства черной дыры. Решения Шварцшильда и Райснера - Нордстрема, описывающие сферически-симметричные нейтральные и электрически заряженные черные дыры, были получены в 1916-1917 годах, однако в непростой геометрии этих пространств физики полностью разобрались лишь на рубеже 1950- 1960-х годов. Кстати, именно тогда Джон Арчибальд Уилер, известный своими работами в ядерной физике и теории гравитации, предложил термины «черная дыра» и «кротовая нора».
Как оказалось, в пространствах Шварцшильда и Райснера - Нордстрема кротовые норы действительно есть. С точки зрения удаленного наблюдателя, они не видны полностью, как и сами черные дыры, и - так же вечны. А вот для путешественника, отважившегося проникнуть за горизонт, нора настолько быстро схлопывается, что сквозь нее не пролетит ни корабль, ни массивная частица, ни даже луч света.
Чтобы, минуя сингулярность, прорваться «на свет Божий» - к другому устью норы, необходимо двигаться быстрее света. А физики сегодня полагают, что сверхсветовые скорости перемещения материи и энергии невозможны в принципе.
Кротовые норы и временные петли
Итак, черную дыру Шварцшильда можно рассматривать как непроходимую кротовую нору. Черная дыра Райснера - Нордстрема устроена сложнее, но тоже непроходима.
Однако не так уж сложно придумать и описать проходимые четырехмерные кротовые норы, подбирая нужный вид метрики (метрика, или метрический тензор, - это набор величин, с помощью которых вычисляются четырехмерные расстояния-интервалы между точками-событиями, полностью характеризующий и геометрию пространства-времени, и поле тяготения). Проходимые кротовые норы, в общем, геометрически даже проще, чем черные дыры: там не должно быть никаких горизонтов, приводящих к катаклизмам с ходом времени.
Время в разных точках может, конечно, идти в разном темпе - но не должно бесконечно ускоряться или останавливаться.
Надо сказать, различные черные дыры и кротовые норы весьма интересные микрообъекты, возникающие сами собой, как квантовые флуктуации гравитационного поля (на длинах порядка 10-33 см), где, по существующим оценкам, понятие классического, гладкого пространства-времени уже неприменимо.
На таких масштабах должно существовать что-то похожее на водяную или мыльную пену в бурном потоке, постоянно «дышащую» за счет образования и схлопывания мелких пузырьков. Вместо спокойного пустого пространства мы имеем возникающие и исчезающие в бешеном темпе мини-черные дыры и кротовые норы самых причудливых и переплетающихся конфигураций. Их размеры невообразимо малы - они во столько же раз меньше атомного ядра, во сколько это ядро меньше планеты Земля. Строгого описания пространственно-временной пены пока нет, так как еще не создана последовательная квантовая теория гравитации, но в общих чертах описанная картина следует из основных принципов физической теории и вряд ли изменится.
Однако с точки зрения межзвездных и межвременных путешествий нужны кротовые норы совсем иных размеров: «хотелось» бы, чтобы через горловину без повреждений проходил разумных размеров космический корабль или хотя бы танк (без него среди тиранозавров будет неуютно, не правда ли?).
Поэтому для начала нужно получить решения уравнений гравитации в виде проходимых кротовых нор макроскопических размеров. И если предположить, что такая нора уже появилась, а остальное пространство-время осталось почти плоским, то, считайте, есть все - нора может быть и машиной времени, и межгалактическим тоннелем, и даже ускорителем.
Независимо от того, где и когда находится одно из устьев кротовой норы, второе может оказаться в любом месте в пространстве и когда угодно - в прошлом или в будущем.
К тому же устье может двигаться с любой скоростью (в пределах световой) по отношению к окружающим телам - это не помешает выходу из норы в (практически) плоское пространство Минковского.
Оно, как известно, необычайно симметрично и выглядит одинаково во всех своих точках, во всех направлениях и в любых инерциальных системах, с какими бы скоростями они ни двигались.
Но, с другой стороны, допустив существование машины времени, мы немедленно сталкиваемся со всем «букетом» парадоксов типа - полетел в прошлое и «убил дедушку лопатой» раньше, чем дедушка мог бы стать отцом. Нормальный здравый смысл подсказывает, что такого, скорее всего, быть просто не может. И если физическая теория претендует на описание реальности, она должна содержать механизм, запрещающий образование подобных «временных петель», или, по меньшей мере, до крайности затруднять их образование.
ОТО, вне всякого сомнения, претендует на описание реальности. В ней найдено немало решений, описывающих пространства с замкнутыми временными петлями, но они, как правило, по тем или иным причинам признаются либо нереалистическими, либо, скажем так, «неопасными».
Так, весьма интересное решение уравнений Эйнштейна указал австрийский математик К. Гедель: это однородная стационарная вселенная, вращающаяся как целое. Она содержит замкнутые траектории, путешествуя по которым можно вернуться не только в исходную точку пространства, но и в исходный момент времени. Однако расчет показывает, что минимальная временная протяженность такой петли много больше времени существования Вселенной.
Проходимые кротовые норы, рассматриваемые как «мосты» между разными вселенными, временных (как мы уже говорили) предположить, что оба устья выходят в одну и ту же вселенную, как петли возникают немедленно. Что же тогда с точки зрения ОТО мешает их образованию - по крайней мере, в макроскопических и космических масштабах?
Ответ простой: структура уравнений Эйнштейна. В их левой части стоят величины, характеризующие пространственно-временную геометрию, а в правой - так называемый тензор энергии-импульса, в котором сосредоточены сведения о плотности энергии вещества и различных полей, об их давлении в разных направлениях, об их распределении в пространстве и о состоянии движения.
Можно «читать» уравнения Эйнштейна справа налево, заявляя, что с их помощью материя «говорит» пространству, как ему искривляться. Но можно и - слева направо, тогда интерпретация будет иной: геометрия диктует свойства материи, которая могла бы обеспечить ее, геометрии, существование.
Так вот, если нам нужна геометрия кротовой норы - подставим ее в уравнения Эйнштейна, проанализируем и выясним, какая же требуется материя. Оказывается, весьма странная и невиданная, ее так и называют - «экзотическая материя». Так, для создания самой простой кротовой норы (сферически-симметричной) необходимо, чтобы плотность энергии и давление в радиальном направлении в сумме давали отрица-тельную величину. Надо ли говорить, что для обычных видов вещества (как и многих известных физических полей) обе эти величины положительны?..
Природа, как мы видим, в самом деле поставила серьезный барьер на пути возникновения кротовых нор. Но так уж устроен человек, и ученые здесь не исключение: если барьер существует, всегда найдутся желающие его преодолеть…
Работы теоретиков, интересующихся кротовыми норами, можно условно разделить на два дополняющих друг друга направления. Первое, заранее предполагая существование кротовых нор, рассматривает возникающие следствия, второе - пытается определить, как и из чего могут быть построены кротовые норы, при каких условиях они появляются или могут появляться.
В работах первого направления обсуждается, например, такой вопрос.
Предположим, в нашем распоряжении кротовая нора, сквозь которую можно пройти за считанные секунды, и пусть два ее воронкообразных устья «А» и «Б» расположены близко друг от друга в пространстве. Можно ли превратить такую нору в машину времени?
Американский физик Кип Торн с сотрудниками показал, как это сделать: идея заключается в том, чтобы одно из устьев, «А», оставить на месте, а другое, «Б» (которое должно вести себя как обычное массивное тело), - разогнать до скорости, сравнимой со скоростью света, а затем вернуть обратно и затормозить рядом с «А». Тогда за счет эффекта СТО (замедления времени на движущемся теле по сравнению с неподвижным) для устья «Б» пройдет меньше времени, чем для устья «А». Причем чем больше была скорость и продолжительность путешествия устья «Б», тем больше будет разница времен между ними.
Это, по сути дела, тот же хорошо известный ученым «парадокс близнецов»: близнец, вернувшийся из полета к звездам, оказывается младше своего брата-домоседа… Пусть разница во времени между устьями составляет, к примеру, полгода.
Тогда, сидя возле устья «А» посреди зимы, мы увидим сквозь кротовую нору яркую картину прошедшего лета и - реально в это лето и вернемся, пройдя нору насквозь. Затем снова приблизимся к воронке «А» (она, как мы договорились, где-то рядом), еще раз нырнем в нору и - перепрыгнем прямиком в прошлогодний снег. И так сколько угодно раз. Двигаясь же в обратном направлении - ныряя в воронку «Б», - скакнем на полгода в будущее…
Таким образом, совершив единственную манипуляцию с одним из устьев, мы получаем машину времени, которой можно «пользоваться» постоянно (если, конечно, предположить, что нора устойчива или что мы в состоянии поддерживать ее «работоспособность»).
Работы второго направления более многочисленны и, пожалуй, даже более интересны. К этому направлению относится поиск конкретных моделей кротовых нор и исследование их специфических свойств, которые, в общем-то, и определяют, что с этими норами можно делать и как их использовать.
Экзоматерия и темная энергия
Экзотические свойства материи, которыми должен обладать строительный материал для кротовых нор, как выясняется, могут быть реализованы за счет так называемой поляризации вакуума квантовых полей.
К такому выводу недавно пришли российские физики Аркадий Попов и Сергей Сушков из Казани (совместно с Давидом Хохбергом из Испании) и Сергей Красников из Пулковской обсерватории. И в данном случае вакуум - вовсе не пустота, а квантовое состояние с наименьшей энергией - поле без реальных частиц. В нем постоянно появляются пары «виртуальных» частиц, которые снова исчезают раньше, чем их можно было бы обнаружить приборами, но оставляют свой вполне реальный след в виде некоторого тензора энергии-импульса с необычными свойствами.
И хотя квантовые свойства материи проявляются главным образом в микромире, порождаемые ими кротовые норы (при некоторых условиях) могут достигать весьма приличных размеров. Кстати, одна из статей С. Красникова носит «пугающее» название - «Угроза кротовых нор». Самым интересным в этой чисто теоретической дискуссии является то, что реальные астрономические наблюдения последних лет, похоже, сильно подрывают позиции противников возможности самого существования кротовых нор.
Астрофизики, изучая статистику взрывов сверхновых в галактиках, удаленных от нас на миллиарды световых лет, сделали вывод, что наша Вселенная не просто расширяется, а разлетается со все большей скоростью, то есть с ускорением. Более того, со временем это ускорение даже нарастает. Об этом достаточно уверенно говорят самые последние наблюдения, проведенные на новейших космических телескопах. Ну а теперь - самое время вспомнить о связи между материей и геометрией в ОТО: характер расширения Вселенной накрепко связан с уравнением состояния материи, иными словами, с соотношением между ее плотностью и давлением. Если материя - обычная (с положительными плотностью и давлением), то сама плотность со временем падает, а расширение замедляется.
Если же давление отрицательно и равно по величине, но противоположно по знаку плотности энергии (тогда их сумма = 0), то такая плотность постоянна во времени и пространстве - это так называемая космологическая постоянная, которая приводит к расширению с постоянным ускорением.
Но чтобы ускорение росло со временем, и этого недостаточно - сумма давления и плотности энергии должна быть отрицательной. Такую материю никто и никогда не наблюдал, однако поведение видимой части Вселенной, похоже, сигнализирует о ее присутствии. Расчеты показывают, что такой вот странной, невидимой, материи (названной «темной энергией») в настоящую эпоху должно быть около 70%, и эта доля постоянно увеличивается (в отличие от обычного вещества, которое с увеличением объема теряет плотность, темная энергия ведет себя парадоксально - Вселенная расширяется, а ее плотность растет). Но ведь (и мы об этом уже говорили) именно такая экзотическая материя - самый подходящий «стройматериал» для образования кротовых нор.
Так и тянет пофантазировать: рано или поздно темная энергия будет обнаружена, ученые и технологи научатся ее сгущать и строить кротовые норы, а там - недалеко и до «сбычи мечт» - о машинах времени и о тоннелях, ведущих к звездам…
Правда, несколько расхолаживает оценка плотности темной энергии во Вселенной, обеспечивающей ее ускоренное расширение: если темная энергия распределена равномерно, получается совершенно ничтожная величина - около 10-29 г/см3. Для обычного вещества такая плотность соответствует 10 атомам водорода на 1 м3. Даже межзвездный газ в несколько раз плотнее. Так что если этот путь к созданию машины времени и может стать реальным, то очень и очень не скоро.
Требуется дырка от бублика
До сих пор речь шла о тоннелеобразных кротовых норах с гладкими горловинами. Но ведь ОТО предсказывает и другой вид кротовых нор - и они принципе вообще не требуют никакой распределенной материи. Существует целый класс решений уравнений Эйнштейна, в которых четырехмерное пространство-время, плоское вдали от источника поля, существует как бы в двух экземплярах (или листах), а общими для них обоих являются лишь некое тонкое кольцо (источник поля) и диск, этим кольцом ограниченный.
Кольцо это обладает поистине волшебным свойством: можно сколь угодно долго «бродить» вокруг него, оставаясь в «своем» мире, но стоит пройти его насквозь - и попадешь совсем в другой мир, хотя и похожий на «свой». А чтобы вернуться назад, надо еще раз пройти сквозь кольцо (причем с любой стороны, не обязательно с той, с которой только что вышел).
Само кольцо сингулярно - кривизна пространства-времени на нем обращается в бесконечность, но все точки внутри него вполне нормальны, и движущееся там тело не испытывает никаких катастрофических воздействий.
Интересно, что таких решений великое множество - и нейтральных, и с электрическим зарядом, и с вращением, и без него. Таково, в частности, знаменитое решение новозеландца Р. Керра для вращающейся черной дыры. Оно наиболее реалистично описывает черные дыры звездных и галактических масштабов (в существовании которых большинство астрофизиков уже не сомневается), так как едва ли не все небесные тела испытывают вращение, а при сжатии вращение только ускоряется, тем более - при коллапсе в черную дыру.
Итак, получается, что именно вращающиеся черные дыры - «прямые» кандидаты в «машины времени»? Однако черные дыры, образующиеся в звездных системах, окружены и заполнены горячим газом и жесткими смертоносными излучениями. Помимо этого чисто практического возражения есть и принципиальное, связанное со сложностями выхода из-под горизонта событий на новый пространственно-временной «лист». Но на этом не стоит останавливаться подробнее, так как согласно ОТО и многим ее обобщениям кротовые норы с сингулярными кольцами могут существовать и без всяких горизонтов.
Так что есть по крайней мере две теоретические возможности для существования кротовых нор, соединяющих разные миры: норы могут быть гладкими и состоять из экзотической материи, а могут возникать за счет сингулярности, оставаясь при этом проходимыми.
Космос и струны
Тонкие сингулярные кольца напоминают другие необычные объекты, предсказываемые современной физикой, - космические струны, образовывавшиеся (согласно некоторым теориям) в ранней Вселенной при остывании сверхплотного вещества и смене его состояний.
Они действительно напоминают струны, только необычайно тяжелые - многие миллиарды тонн на сантиметр длины при толщине в доли микрона. И, как было показано американцем Ричардом Готтом и французом Жераром Клеманом, из нескольких струн, движущихся друг относительно друга с большими скоростями, можно составить конструкции, содержащие временные петли. То есть, двигаясь определенным образом в гравитационном поле этих струн, можно вернуться в исходную точку раньше, чем из нее вылетел.
Астрономы давно ищут такого рода космические объекты, и на сегодня один «хороший» кандидат уже имеется - объект CSL-1. Это две удивительно похожие галактики, которые в реальности наверняка являются одной, только раздвоившейся из-за эффекта гравитационного линзирования. Причем в данном случае гравитационная линза - не сферическая, а цилиндрическая, напоминающая длинную тонкую тяжелую нить.
Поможет ли пятое измерение?
В том случае, если пространство-время содержит больше четырех измерений, архитектура кротовых нор обретает новые, неведомые ранее возможности.
Так, в последние годы приобрела популярность концепция «мира на бране». Она предполагает, что вся наблюдаемая материя располагается на некоторой четырехмерной поверхности (обозначаемой термином «брана» - урезанным словом «мембрана»), а в окружающем пяти или шестимерном объеме нет ничего, кроме гравитационного поля. Поле тяготения на самой бране (а только его мы и наблюдаем) подчиняется модифицированным уравнениям Эйнштейна, а в них есть вклад от геометрии окружающего объема.
Так вот, этот вклад и способен играть роль экзотической материи, порождающей кротовые норы. Норы могут быть любого размера и при этом не обладать собственным тяготением.
Этим, конечно, не исчерпывается все разнообразие «конструкций» кротовых нор, и общий вывод таков, что при всей необычности их свойств и при всех трудностях принципиального, в том числе и философского, характера, к которым они могут привести, к их возможному существованию стоит отнестись с полной серьезностью и должным вниманием.
Нельзя, например, исключить, что норы больших размеров существуют в межзвездном или межгалактическом пространстве - хотя бы по причине концентрации той самой темной энергии, что ускоряет расширение Вселенной.
Однозначного ответа на вопросы - как они могут выглядеть для земного наблюдателя и существует ли способ их обнаружения - пока нет. В отличие от черных дыр у кротовых нор может даже не быть сколько-нибудь заметного поля притяжения (не исключено и отталкивание), а следовательно, в их окрестности не стоит ожидать заметных концентраций звезд или межзвездного газа и пыли.
Но полагая, что они могут «закорачивать» далекие друг от друга области или эпохи, пропуская через себя излучение светил, вполне можно ожидать, что какая-то далекая галактика покажется необычайно близкой.
За счет расширения Вселенной чем дальше галактика, тем с большим смещением спектра (в красную сторону) приходит к нам ее излучение. Но при взгляде сквозь кротовую нору красного смещения, возможно, и не будет. Или будет, но - другое. Некоторые такие объекты можно будет наблюдать одновременно двумя способами - сквозь нору или «обычным» образом, «мимо норы».
Таким образом, признак космической кротовой норы может быть следующим: наблюдение двух объектов с очень похожими свойствами, но на разных видимых расстояниях и с разными красными смещениями.
Если кротовые норы все-таки обнаружат (или построят), перед той областью философии, что занимается интерпретацией науки, встанут новые и, надо сказать, очень непростые задачи. И при всей кажущейся абсурдности временных петель и сложности проблем, связанных с причинностью, эта область науки, по всей вероятности, рано или поздно со всем этим как-нибудь разберется. Так же, как в свое время «справилась» с концептуальными проблемами квантовой механики и теории относительности Эйнштейна…
Кирилл Бронников, доктор физико-математических наук
Как утверждают учёные, космос является неким средоточием всевозможных тоннелей, ведущих в иные миры или даже в другое пространство. И, скорее всего, появились они вместе с рождением нашей Вселенной.
Называют эти тоннели кротовыми норами. Но их природа, конечно же, отличается от той, которая наблюдается у чёрных дыр. Из небесных дыр возврата нет. Считается, что, попав в чёрную дыру, пропадёшь на веки. А вот оказавшись в «кротовой норе» можно не только лишь благополучно вернуться, а даже попасть в прошлое или же будущее.
Одной из главных своих задач – изучение кротовых нор – считает и современная наука астрономия. В самом начале изучения их считали чем-то нереальным, фантастическим, но оказалось, что они на самом деле существуют. По природе своей они состоят из той самой «тёмной энергии», которой наполнены 2/3 всех существующих Вселенных. Это вакуум, имеющий отрицательное давление. Больше всего таких мест находится ближе к центральной части галактик.
А что же будет, если создать мощнейший телескоп и заглянуть прямо внутрь кротовой норы? Возможно, мы сможем заметить отсветы будущего или прошлого?
Интересно, что около чёрных дыр невероятно выражена гравитация, в её поле даже происходит искривление светового луча. Ещё в самом начале прошлого столетия австрийский физик по имени Фламм высказал гипотезу, что пространственная геометрия существует и она подобна норе, соединяющей между собой миры! А затем и другие учёные выяснили, что в итоге создаётся пространственная структура похожая на мост, который способен соединять две различные вселенные. Вот их и стали называть кротовыми норами.
Силовые электрические линии входят в эту нору с одной стороны, а выходят уже с другой, т.е. фактически нигде не заканчиваясь и не начинаясь. Сегодня учёные работают над тем, чтобы, так сказать, выявить входы в кротовые норы. Для того чтобы рассмотреть все эти «объекты» вблизи нужно соорудить супермощные телескопические системы. В самые ближайшие годы такие системы будут запущенны и тогда исследователи смогут рассмотреть недоступные ранее объекты.
Стоит отметить, что все эти программы рассчитаны не только лишь на изучение кротовых или чёрных дыр, но и для других полезных миссий. Последние открытия квантовой гравитации доказывают, что именно через эти «пространственные» дыры гипотетически возможно перемещаются не только в пространстве, но и во времени.
На околоземной орбите находится экзотический объект "внутримировая кротовая нора". Одна из горловин кротовой норы находится рядом с Землей. Горловина или зоб кротовой норы закреплен в топографии гравитационного поля - не приближается к нашей планете и не удаляется от неё, и кроме того, вращается вместе с Землёй. Выглядит горловина как завязанные мировые линии, подобно "концу колбасы, перевязанной жгутом". Люминесцирует. Находясь в нескольких десятках метрах и дальше, горловина имеет радиальные размеры около десяти метров. Но с каждым приближением к входу в горловину кротовой норы, размеры горловины нелинейно увеличиваются. Наконец, рядом непосредственно с дверью горловины, обернувшись назад, ни увидишь ни звезд, ни яркого солнца, ни голубой планеты Земля. Одна тьма. Это говорит о нарушении линейности пространства и времени перед входом в кротовую нору.
Интересно отметить, что ещё в 1898 году доктор Георг Вальтемас из Гамбурга объявил об открытии нескольких дополнительных спутников Земли, Лилит или Черные Луны. Спутник обнаружить не удалось, но по указаниям Вальтемаса астролог Сефариал рассчитал «эфемериды» этого объекта. Он утверждал, что объект настолько чёрен, что его невозможно увидеть, за исключением времени противостояния или пересечения объектом солнечного диска. Сефариал также утверждал, что Чёрная Луна имеет такую же массу, как и обычная (что невозможно, поскольку возмущения движения Земли при этом несложно было бы обнаружить). Другими словами, метод обнаружения кротовой норы вблизи Земли, с использованием современных средств астрономии, приемлем.
В люминесценции горловины кротовой норы особо выделяется свечение с боку четырех малых объектов, напоминающих короткие волоски и входящих в топографию гравитации, которые по их назначению можно назвать рычагами управления кротовой норы. Попытка физически воздействовать на волоски, как, например, рукой двинуть рычаг коробки сцепления автомашины, в исследованиях не имеет результата. Для открытия кротовой норы используются психокинеческие способности человеческого организма, которые, в отличие от физического действия руки, позволяют воздействовать на объекты топографии пространства-времени. Каждый волосок связан со струной, которая тянется внутри кротовой норы к другому концу горловины. Воздействуя на волосок, струны рождают эфирную вибрацию внутри кротовой норы, и при звуковой комбинации "Ааумм", "Ааум", "Ааум" и "Аллаа" горловина открывается.
Это резонансная частота, соответствующая звуковому коду Метагалактики. Войдя внутрь кротовой норы, можно видеть, что четыре струны закреплены на стенке туннеля; поперечник имеет размер около 20 метров (вероятнее всего в туннеле кротовой норы пространственно-временные размеры нелинейны и неоднородны; поэтому определенная протяженность не имеет основания); материя стенок туннеля напоминает раскаленную магму, его вещество имеет фантастические свойства. Для открытия горловины кротовой норы и входа в мироздание с другого конца есть несколько способов. Главный из них естественный и связан 
со структурой входа струн в жгут топографии пространственно-временных линий горловины кротовой норы. Это короткие рычажки, при настройки которых на звуковой тон "жжаумм", открывается кротовая нора.
Мироздание Жжаум - это мир титанов. Разумные создания этого бытия в миллиарды раз больше и простираются на расстояние по порядку величины, как от Солнца до Земли. Наблюдая за окружающими явлениями, человек открывает, что он по размеру сравним с нанообъектами этого мира, вроде атомов, молекул, вирусов. Только вы отличаетесь от них в высшей степени разумной формой существования. Однако, наблюдения будут недолгими. Вас отыщет разумное создание этого мира (тот титан) и под угрозой вашего уничтожения потребует объяснения ваших действий. Проблема заключается в несанкционированном проникновении одной формы эфирной вибрации в другую, в данном случае колебаний "ааумм" в "жжаумм". Дело в том, что эфирные колебание определяет мировые константы. Любое изменение эфирного колебания мироздания приводит к его физической дестабилизации. При этом изменяется и психокосмос, причем этот фактор имеет более серьезные последствия, чем физический.
Наша Вселенная. В одном из шупалец находится наша Галактика, которая включает 100 млрд. звезд и нашу планету Земля. Каждое шупальце Вселенной имеет собственный набор мировых констант. Тонкие нити обозначают кротовые норы.
Использование естественных кротовых нор для освоения космических просторов очень заманчиво. Это не только возможность посещения ближайшего мироздания и получение удивительнейших знаний, а так же богатств для жизнедеятельности цивилизации. Это еще и следующая возможность. Находясь в канале кротовой норы, внутри туннеля, связывающей два мироздания, существует реальная возможность радиального выхода из туннеля, при этом можно оказаться во внешней среде вне Вселенную или материнской материи Предтечи. Здесь иные законы форм существования и движения материи. Одно из них заключается в мгновенных скоростях перемещения в сравнении со световыми. Это на подобие того, как в животном организме кислород, окислитель, переносится с некоторой постоянной скоростью, значение которого не более сантиметра за одну секунду. А во внешней среде молекула кислорода свободна и имеет скорости сотни и тысячи метров в секунду (на 4-5 порядков выше). Исследователи могут невероятно быстро оказаться в любой точке поверхности пространства-времени Вселенной. Далее пройти через "кожу" Вселенной и оказаться в каком-либо из её мирозданий. Причем с использованием тех же кротовых нор можно глубоко проникают внутрь мирозданий Вселенной, минуя её границу. Другими словами, кротовые норы - это пространственно-временные тоннели, знание которых позволяет значительно сократить время полета к любой точке Вселенной. При этом выходя из тела Вселенной, используют надсветовые скорости материнской формы материи, и затем опять входят в тело Вселенной.
В любом случае, существование кротовых нор предполагает чрезвычайно активное использование их космическими цивилизациями. Использование может быть неумелым, и приводить к местному нарушению мирового фона эфира. А может быть осознанно-направленным на изменение набора мировых констант. Дело в том, что одно из свойств кротовых нор - это резонансный отзыв не только на эфирный код настоящей мировой вибрации, но так же и на набор кодов, соответствующий прошедшим эпохам. (Мироздания за время существования Вселенной пробежали некий набор эпох, которым строго соответствовал определенный набор мировых констант и, соответственно, определенный эфирный код). При таком доступе из тоннеля кротовой норы распространяется иная эфирная вибрации, сначала она распространяется на местную планетную систему, далее звездную, потом галактическую среду, меняя саму суть мироздания: разрывая настоящие формы взаимодействия материи и заменяя их на иные. Все бытие настоящей эпохи, как трикотажная ткань, рвется в эфирной кататонии.
Чёрная Луна - в астрологии абстрактная геометрическая точка лунной орбиты (ее апогей), также ее называют Лилит по имени мифической первой жены Адама; в самой древней культуре, шумерской, слезы Лилит даруют жизнь, но ее поцелуи приносят смерть... В современной культуре - влияние Черной Луны обозначает собой проявления зла, влияет на подсознание человека, усиливая самые неприятные и скрытые влечения.
Почему некоторыми представителями высшего разума производится такой вид деятельности, связанный с разрушением основ одного бытия и заменой другим? Ответ на этот вопрос связан с другой темой исследования: с существованием не только вселенских форм сознания, но и тех, которые были порождены за пределами Вселенной. Последняя же (Вселенная), подобно маленькому живому организму, находящемуся в водах безбрежного океана, имя которому Предтечи.
До сих пор функции охраны кротовой норы вблизи Земли выполняли ближайшие цивилизации, окружающие землян. Однако, человечество выросло в психофизических условиях со значительным колебанием значений мировых констант. Оно приобрело внутренний духовный, физический и душевный иммунитет на изменение колебаний мирового эфирного поля. По этой причине, в поле функционирования земного пространственно-временного тоннеля земной универсумус в высшей степени приспособлен к неожиданным ситуациям - от случайных, несанкционированных, аварийных, связанных с проникновением чужеродных форм жизни и изменении мирового эфирного поля. Именно поэтому грядущий миропорядок связан с тем, что земная цивилизация будет выполнять роль атланта неба, она будет давать санкции или отклонять просьбы на использование кротовой норы вблизи планеты Земля космическими цивилизациями. Земная цивилизация - это как бы клетка фагоцита в теле Вселенной, пропускающая клетки собственного организма и уничтожающая чужеродные. Бесспорно, через земную цивилизацию потечет невероятно высокая пестрота представителей вселенских цивилизаций. У каждого из них будут некие цели и задачи. И человечеству придется глубоко разбираться в требованиях неземлян. Важным шагом для землян будет вступление в союз космических цивилизаций, контакты с инопланетным разумом и принятие кодекса поведения космической цивилизации.
Современная наука о кротовых норах.
Кротовая нора, также «кротовина» или «червоточина» (последнее является дословным переводом англ. wormhole) - гипотетическая топологическая особенность пространства-времени, представляющая собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. Область вблизи самого узкого участка кротовины называется «горловиной».
Кротовые норы делятся на «внутримировые» (англ. intra-universe) и «межмировые» (англ. inter-universe), в зависимости от того, можно ли соединить её входы кривой, не пересекающей горловину (на рисунке изображена внутримировая кротовая нора).
Различают также проходимые (англ. traversable) и непроходимые кротовины. К последним относятся те туннели, которые коллапсируют слишком быстро для того, чтобы наблюдатель или сигнал (имеющие скорость не выше световой) успели добраться от одного входа до другого. Классический пример непроходимой кротовины - пространство Шварцшильда, а проходимой - кротовины Морриса-Торна.
Схематичное изображение «внутримировой» кротовой норы для двумерного пространства
Общая теория относительности (ОТО) не опровергает существование таких туннелей (хотя и не подтверждает). Для существования проходимой кротовой норы необходимо, чтобы она была заполнена экзотической материей, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы. Решения типа кротовых нор возникают в различных вариантах квантовой гравитации, хотя до полного исследования вопроса ещё очень далеко.
Проходимая внутримировая кротовая нора даёт гипотетическую возможность путешествий во времени, если, например, один из её входов движется относительно другого, или если он находится в сильном гравитационном поле, где течение времени замедляется.
Дополнительный материалы о гипотетических объектах и астрономических исследованиях вблизи орбиты Земли:
В 1846 году Фредерик Пети (Frederic Petit) директор Тулузской заявил, что открыт второй спутник Земли. Его заметили два наблюдателя в Тулузе [Лебон (Lebon) и Дассиер (Dassier)] и третий - Ларивьер (Lariviere) в Артенаке (Artenac) ранним вечером 21 марта 1846 года. Согласно расчетам Пети его орбита была эллиптической с периодом 2 часа 44 минуты 59 секунд, с апогеем на расстоянии 3570 км над поверхностью Земли, а перигеем только на 11.4 км! Ле Веррье (Le Verrier), который тоже присутствовал на докладе, возразил, что необходимо принимать во внимание сопротивление воздуха, что никто в те времена еще не делал. Пети постоянно преследовала идея о втором спутнике Земли и 15 годами позже он объявил, что он сделал расчеты движения маленького спутника Земли, который является причиной некоторых (необъясненных тогда) особенностей в движении нашей основной Луны. Астрономы обычно игнорируют подобные заявления и эта идея была бы забыта, если бы молодой французский писатель, Жюль Верн, не прочитал резюме. В романе Ж.Верна "Из пушки на Луну", фигурирует использует маленький объект приближающийся близко к капсуле для путешествий по космическому пространству, из-за чего она облетела вокруг Луны, а не врезалась в нее: "Это", сказал Барбикен, "простой, но огромный метеорит, удерживаемый как спутник притяжением Земли."
"Это возможно?", воскликнул Мишель Ардан, "Земля имеет два спутника?"
"Да, мой друг, она имеет два спутника, хотя обычно считается, что у нее есть только один. Но этот второй спутник настолько мал и его скорость столь велика, что жители Земли не могут его видеть. Все были потрясены, когда французский астроном, мсье Пети, смог обнаружить существование второго спутника и посчитать его орбиту. Согласно ему, полный оборот вокруг Земли занимает три часа и двадцать минут. . . . "
"А все астрономы допускают существование этого спутника?", спросил Николь
"Нет", ответил Барбикен, "но если бы они, как мы, его встретили, то они бы больше не сомневались. . . . Но это дает нам возможность определить наше положение в пространстве. . . расстояние до него известно и мы были, следовательно, на расстоянии 7480 км над поверхностью Земного шара, когда встретили спутник." Жюля Верна читали миллионы людей, но до 1942 года никто не заметил противоречий в этом тексте:
1. Спутник на высоте 7480 км над поверхностью Земли должен иметь период обращения 4 часа 48 минут, а не 3 часа 20 минут
2. Поскольку он был виден через окно, через которое была видна и Луна и так как оба они приближались, у него должно было бы быть ретроградное движение. Это важное замечание о котором Жюль Верн не упоминает.
3. В любом случае спутник должен быть в затмении (Землей) и поэтому не видим. Металлический снаряд должен был находиться в тени Земли еще некоторое время.
Доктор Р.С.Ричардсон (R.S.Richardson) из обсерватории Маунт Вилсон попытался в 1952 году численно оценить эксцентричность орбиты этого спутника: высота перигея получилась равной 5010 км, а апогея - 7480 км над поверхностью Земли, эксцентриситет 0.1784.
Тем не менеe, Жюль Верновский второй спутник Пети (по французски Petit - маленький) известен во всем мире. Астрономы-любители пришли к заключению, что это была хорошая возможность добиться славы - кто-нибудь открывший этот второй спутник мог бы вписать свое имя в научные хроники.
Ни одна из больших обсерваторий не занималась когда-либо проблемой второго спутника Земли или если занимались, то держали это в тайне. Германские астрономы-любители преследовались за то, что они назвали Kleinchen ("little bit", "немножечко") - конечно они никогда не находили Kleinchen.
В.Х.Пикеринг (W.H. Pickering) обратил свое внимание на теорию объекта: если спутник вращался на высоте 320 км над поверхностью и если его диаметр 0.3 метра то при той же отражательной способности, что и у Луны, он должен был быть виден в 3-дюймовый телескоп. Трехметровый спутник должен быть видим невооруженным глазом как объект 5-й звездной величины. Хотя Пикеринг не искал объект Пети, он продолжал исследования, связанные со вторым спутником - спутником нашей Луны (Его работа в журнале "Популярная Астрономия" за 1903 год называлась "О фотографическом поиске спутника Луны"). Результаты были отрицательными и Пикеринг заключил, что любой спутник нашей Луны должен быть по размеру меньше, 3 метров.
Статья Пикеринга о возможности существования крошечного второго спутника Земли, "Метеоритный спутник", представленная в журнале "Популярная Астрономия" в 1922 году, явилась причиной другого короткого всплеска активности среди астрономов-любителей. Прозвучала виртуальная призыв: " 3-5-дюймовый телескоп со слабосильным окуляром был бы отличным средством найти спутник. Это шанс прославиться для астронома-любителя". Но опять, все поиски оказались бесплодными.
Первоначальная идея была в том, что гравитационное поле второго спутника должно объяснить непонятное незначительное отклонение от движения нашей большой Луны. Это означало, что объект должен быть, по крайней мере, несколько миль величиной - но если бы такой большой второй спутник действительно существовал, он должен был быть виден еще Вавилонянами. Даже если он был слишком маленьким, что бы быть видимым как диск, его относительная близость к Земле должна была сделать движение спутника более быстрым и, следовательно, более заметным (как в наше время заметны искусственные спутники или самолеты). С другой стороны, никто особо не интересовался "спутничками", которые слишком малы, чтобы быть видными.
Было еще одно предположение о дополнительном естественном спутнике Земли. В 1898 году доктор Георг Вальтемас (Georg Waltemath) из Гамбурга заявил, что открыл не просто вторую луну, а целую систему крошечных спутников. Вальтемас представил орбитальные элементы для одного из этих спутников: расстояние от Земли 1.03 миллион км, диаметр 700 км, орбитальный период 119 дней, синодический период 177 дней. "Иногда", говорит Вальтемас, "он светит ночью как Солнце". Он считал, что именно этот спутник видел Л.Грили (Lieut Greely) в Гренландии 24 октября 1881 года, через десять дней после того, как Солнце зашло и наступила полярная ночь. Особый интерес публики вызвало предсказание, что этот спутник пройдет по диску Солнца 2-го, 3-го или 4-го февраля 1898 года. 4-го февраля 12 человек с почты из Грифсвальда (Greifswald) (директор почты господин Цигель, члены его семьи и почтовые служащие) наблюдали Солнце невооруженным глазом, без какой бы то ни было зашиты от ослепительного блеска. Легко себе представить всю нелепость подобной ситуации: важно выглядящий пруссак, гражданский служащий, указывая в небо через окно своего офиса, читал вслух своим подчиненным предсказания Вальтемаса. Когда эти свидетели давали интервью, они сказали, что темный объект диаметром в одну пятую диаметра Солнца пересекал его диск диск с 1:10 до 2:10 часов по Берлинскому времени. Вскоре была доказана ошибочность этого наблюдения, так как в течение этого часа Солнце было тщательно исследовано двумя опытными астрономами В.Винклером (W.Winkler) из Йены и бароном Иво фон Бенко (Ivo von Benko) из Пола, Австрия. Они оба доложили, что на солнечном диске были только обычные солнечные пятна. Но неудача этих и последующих предсказаний не обескуражила Вальтемаса и он продолжал делать прогнозы и требовать их проверки. Астрономы тех лет сильно раздражались, когда им снова и снова задавали любимый вопрос любознательной публики: "А, кстати, что там насчет новой луны?". Но за эту идею ухватились астрологи - в 1918 году астролог Сефариал (Sepharial) назвал эту луну Лилит. Он говорил, что она достаточно черна, чтобы оставаться невидимой все время и может быть обнаружена только при противостоянии или когда она пересекает солнечный диск. Сефариал рассчитал эфемериды Лилит, основываясь на объявленных Вальтемасом наблюдениях. Он утверждал также, что Лилит имеет приблизительно такую же массу, как и Луна, очевидно счастливо не подозревая, что даже невидимый спутник такой массы должен вызывать возмущения движения Земли. И даже в наши дни "темная луна" Лилит используется некоторыми астрологами в их гороскопах.
Время от времени от наблюдателей появляются сообщения о других "дополнительных лунах". Так немецкий астрономический журнал "Die Sterne" ("Звезда") сообщил о наблюдении немецким астрономом-любителем В.Спиллом (W.Spill) второго спутника пересекавшего диск Луны 24-го мая 1926 года.
Примерно в 1950 году, когда, всерьез начали обсуждать запуски искусственных спутников, их представляли в виде верхней части многоступенчатой ракеты в которой не будет даже радиопередатчика и за которой будут следить с помощью радара с Земли. В таком случае группа маленьких близких естественных спутников Земли должна была бы стать помехой, отражающей лучи радаров при отслеживании искусственных спутников. Метод поиска таких естественных спутников был разработан Клайдом Томбо (Clyde Tombaugh). Сначала вычисляется движение спутника на высоте около 5000 км. Затем платформа с фотокамерами настраивается так, чтобы сканировать небо точно с такой скоростью. Звезды, планеты и прочие объекты на фотографиях снятых этой камерой будут рисовать линии, и только спутники летящие на правильной высоте будут выглядеть точками. Если же спутник движется на несколько другой высоте, он будет изображен короткой чертой.
Наблюдения начались в 1953 году в обсерватории им. Ловелла и фактически "проникли" на неизведанные научные территории: за исключением немцев, искавших "Кляйнчен" (Kleinchen), никто раньше не уделял столько внимания космическому пространству между Землей и Луной! До 1954 года, еженедельные журналы и ежедневные газеты с высокой репутацией заявляли, что поиски начали давать свои первые результаты: один маленький естественный спутник найден на высоте 700 км, другой на высоте 1000 км. Даже приводился ответ одного из основных разработчиков этой программы на вопрос: "Уверен ли он, что они естественные?". Никто точно не знает, откуда брались эти сообщения - ведь поиски были полностью отрицательными. Когда были запущены первые искусственные спутники в 1957 и 1958 годах, эти камеры быстро обнаружили их (вместо естественных).
Хотя это звучит достаточно странно, но отрицательный результат данного поиска что это не означает, что у Земли есть только один естественный спутник. У нее может появиться очень близкий спутник на короткое время. Проходящие рядом с Землей метеороиды и проходящие через верхние слои атмосферы астероиды могут уменьшить свою скорость настолько сильно, чтобы превратиться в спутник, вращающийся вокруг Земли. Но так как он будет пересекать верхние слои атмосферы при каждом прохождении перигея, то просуществовать долго он не сможет (может быть только один или два оборота, в самом удачном случае -- сто [это около 150 часов]). Есть некоторые предположения, что подобные "эфемерные спутники" как раз и видели. Очень возможно, что наблюдатели Пети видели их. (также смотри)
В добавление к спутникам-эфемерам есть еще две интересные возможности. Одна из них - что у Луны есть свой собственный спутник. Но, вопреки усиленным поискам, ничего обнаружено не было (Добавим, что как теперь известно, гравитационное поле Луны очень "неровное" или неоднородное. Этого достаточно для того, чтобы вращение лунных спутников было неустойчиво - поэтому лунные спутники падают на Луну после очень короткого промежутка времени, через несколько лет или десятилетий). Другое предположение заключается в том, что могут существовать Троянские спутники, т.е. дополнительные спутники на той же орбите, что и Луна, вращающийся на 60 градусов впереди и/или позади нее.
О существование таких "Троянских спутников" впервые сообщил польский астроном Кордилевский (Kordylewski) из Краковской обсерватории. Он начал свои поиски в 1951 году визуально на хорошем телескопе. Он рассчитывал обнаружить достаточно большое тело на лунной орбите на расстоянии 60 градусов от Луны. Результаты поисков были отрицательными, но в 1956 году его соотечественник и коллега Вилковский (Wilkowski) предположил, что там может находиться множество крошечных тел слишком маленьких, чтобы быть видными по-отдельности, но достаточно больших, что бы выглядеть облаком пыли. В таком случае их было бы лучше наблюдать без телескопа, т.е. невооруженным глазом! Использование телескопа "увеличит их до состояния не существования". Доктор Кордилевский согласился попробовать. Требовалась темная ночь с ясным небом и Луной, находящейся под горизонтом.
В октябре 1956 года, Кордилевский в первый раз увидел отчетливо светящийся объект в одной из двух ожидавшихся позиций. Он не был маленьким, простираясь примерно на 2 градуса (т.е. почти в 4 раза больше, чем сама Луна), и был очень тусклым, в половину яркости пресловуто известного трудностью наблюдений противосияния (Gegenschein; противосияние - яркая точка в зодиакальном свете в направлении противоположном Солнцу). В марте и апреле 1961 года, Кордилевский достиг успеха в фотографировании двух облаков около ожидаемых положений. Казалось, они изменяются в размерах, но это могло быть и измененим в освещении. Ж.Роач (J.Roach) обнаружил эти облака спутничков в 1975 году с помощью OSO (Orbiting Solar Observatory - Орбитальной Солнечной Обсерватории). В 1990 году они были сфотографированы снова, на этот раз польским астрономом Виниарски (Winiarski), который обнаружил, что они составляют объект диаметром в несколько градусов, "отклонились" на 10 градусов от "троянской" точки и что они были более красными, чем зодиакальный свет.
Так поиски второго спутника Земли длинною в век, по-видимому, пришли к успеху, после всех усилий. Даже несмотря на то, что этот "второй спутник" оказался полностью непохожим на то, что кто-либо когда-либо предполагал. Они очень трудны для обнаружения и отличаются от зодиакального света, в частности от противосияния.
Но люди все еще предполагают существование дополнительного естественного спутника Земли. Между 1966 и 1969 годами Джон Баргби (John Bargby), американский ученый, заявил, что наблюдал, по крайней мере, 10 маленьких естественных спутников Земли, видимых только в телескоп. Баргби нашел эллиптические орбиты для всех этих объектов: эксцентриситет 0.498, большая полуось - 14065 км, с перигеем и апогеем на высотах 680 и 14700 км соответственно. Баргби считал их частями большого тела, которое разрушилось в декабре 1955 года. Он обосновывал существование большинства своих предполагаемых спутников возмущениями, которые они вызывают в движениях искусственных спутников. Баргби использовал данные об искусственных спутниках из Goddard Satellite Situation Report, не подозревая, что величины в этих публикациях являются приблизительными, а иногда могут содержать большую ошибку и поэтому не могут быть использованы для точных научных расчетов и анализа. Кроме того, как следует из собственных наблюдений Баргби, можно сделать вывод, что хотя в перигее эти спутники должны быть объектами первой звездной величины и должны быть ясно видимы невооруженным глазом, никто их такими не видел.
В 1997 году, Поль Вигерт (Paul Wiegert) и др. открыли, что астероид 3753 имеет очень странную орбиту и может быть расценен как спутник Земли, хотя, конечно, непосредственно вокруг Земли он не вращается.
Отрывок из книги русского ученого Николая Левашова "Неоднородная Вселенная" .
2.3. Система матричных пространств
Эволюция этого процесса приводит к последовательному образованию вдоль общей оси систем метавселенных. Количество материй, образующих их, при этом, постепенно вырождается до двух. На концах этого «луча» образуются зоны где уже ни одна материя данного типа не может слиться с другой или другими, образовать метавселенные. В этих зонах возникает «продавливание» нашего матричного пространства и возникают зоны смыкания с другим матричным пространством. При этом, возможно вновь два варианта смыкания матричных пространств. В первом случае, смыкание происходит с матричным пространством с большим коэффициентом квантования мерности пространства и, через данную зону смыкания, могут притекать и расщепляться материи другого матричного пространства и возникнет синтез материй нашего типа. Во втором случае, смыкание происходит с матричным пространством с меньшим коэффициентом квантования мерности пространства - через данную зону смыкания, материи нашего матричного пространства начнут перетекать и расщепляться в другом матричном пространстве. В одном случае возникает аналог звезды супермасштабов, в другом - аналог «чёрной дыры» аналогичных габаритов.
Это отличие вариантов смыкания матричных пространств очень важно для понимания возникновения двух типов суперпространств шестого порядка - шестилучевика и антишестилучевика. Принципиальное отличие которых заключается лишь в направлении перетекания материй. В одном случае, материи из другого матричного пространства притекают через центральную зону смыкания матричных пространств и вытекают из нашего матричного пространства через зоны на концах «лучей». В антишестилучевике материи перетекают в противоположном направлении. Материи из нашего матричного пространства вытекают через центральную зону, а материи из другого матричного пространства втекают через «лучевые» зоны смыкания. Что же касается шестилучевика, то он образуется смыканием шести аналогичных «лучей» в одной центральной зоне. При этом, вокруг центра возникают зоны искривления мерности матричного пространства, в которых образуются метавселенные из четырнадцати форм материй, которые, в свою очередь, смыкаются и образуют замкнутую систему метавселенных, которая объединяет шесть лучей в одну общую систему - шестилучевик(Рис. 2.3.11) .
Причём, количество «лучей» определяется тем, что в нашем матричном пространстве могут слиться, при образовании, максимально, четырнадцать форм материй данного типа. При этом, мерность возникшего объединения метавселенных равнаπ (π = 3,14...). Эта совокупная мерность близка к трём. Именно поэтому возникает шесть «лучей», именно поэтому говорят о трёх измерениях и т.д... Таким образом, в результате последовательного формирования пространственных структур, образуется балансная система распределения материй между нашим матричным пространством и другими. После завершения формирования Шестилучевика, устойчивое состояние которого возможно только лишь при тождестве между массой притекающих и вытекающих из него материй.
2.4. Природа звёзд и «чёрных дыр»
При этом, зоны неоднородностей могут быть как с ΔL > 0, так и ΔL < 0, относительно нашей Вселенной. В случае, когда неоднородности мерности пространства меньше нуля ΔL < 0, происходит смыкание пространств-вселенных с мерностями L 7 и L 6 . При этом, вновь возникают условия для перетекания материй, только, на этот раз, вещество с мерностью L 7 перетекает в пространство с мерностью L 6 . Таким образом, пространство-вселенная с мерностью L 7 (наша Вселенная) теряет своё вещество. И именно так возникают загадочные «чёрные дыры»(Рис. 2.4.2) .
Вот таким образом, в зонах неоднородностей мерности пространств-вселенных, образуются звёзды и «чёрные дыры». При этом, возникает перетекание вещества, материй между разными пространствами-вселенными.
Существуют также пространства-вселенные, имеющие мерность L 7 , но имеющие другой состав вещества. При стыковке, в зонах неоднородностей пространств-вселенных с одинаковой мерностью, но разным качественным составом образующего их вещества, возникает канал между этими пространствами. При этом, происходит перетекание веществ, как в одно, так и в другое пространство-вселенную. Это - не звезда и не «чёрная дыра», а зона перехода из одного пространства в другое. Зоны неоднородности мерности пространства, в которых происходят описанные выше процессы, обозначим, как ноль-переходы. Причём, в зависимости от знака ΔL, можно говорить о следующих типах этих переходов:
1) Положительные ноль-переходы (звёзды), через которые вещество перетекает в данное пространство-вселенную из другого, с большей мерностью (ΔL > 0) n + .
2) Отрицательные ноль-переходы, через которые вещество из данного пространства-вселенной перетекает в другое, с меньшей мерностью (ΔL< 0) n - .
3) Нейтральные ноль-переходы, когда потоки материй движутся в обоих направлениях и тождественны друг другу, а мерности пространств-вселенных в зоне смыкания практически не отличаются: n 0 .
Если продолжить далее анализ происходящего, то увидим, что каждое пространство-вселенная, через звёзды, получает материю, а через «чёрные дыры» - её теряет. Для возможности устойчивого существования этого пространства, необходим баланс между приходящей и уходящей материей в данное пространство-вселенную. Должен выполняться закон сохранения вещества, при условии устойчивости пространства. Это можно отобразить в виде формулы:
m (ij)k - совокупная масса форм материй, протекающих через нейтральный ноль-переход.
Таким образом, между пространствами-вселенными с разной мерностью, через зоны неоднородности, происходит циркуляция материи между пространствами, образующими данную систему(Рис. 2.4.3) .
Через зоны неоднородности мерности (ноль-переходы) возможен переход из одного пространства-вселенной в другое. При этом, происходит трансформация вещества нашего пространства-вселенной в вещество того пространства-вселенной, куда осуществляется переброс материи. Так что, неизменённой «наша» материя попасть в другие пространства-вселенные не может. Зонами, через которые возможен такой переход, являются и «чёрные дыры», в которых происходит полный распад вещества данного типа, и нейтральные ноль-переходы, через которые происходит балансный обмен материей.
Нейтральные ноль-переходы могут быть устойчивыми или временными, появляющимися периодически или спонтанно. На Земле есть целый ряд областей где периодически возникают нейтральные ноль-переходы. И если в их пределы попадают корабли, самолёты, лодки, люди, то они бесследно исчезают. Такими зонами на Земле являются: Бермудский треугольник, районы в Гималаях, Пермская зона и другие. Практически невозможно, в случае попадания в зону действия ноль-перехода, предсказать, в какую точку и в какое пространство переместится материя. Не говоря уже о том, что вероятность возвращения в исходную точку практически равна нулю. Отсюда следует, что нейтральные ноль-переходы нельзя использовать для целенаправленного перемещения в пространстве.
Загрузка...