.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.89856.html

статья Вниз по "кротовой норе"

Алексей Левин (Вашингтон), 26.05.2005
Реклама
.

"Червоточина". Изображение с сайта sprott.physics.wisc.edu Два американских исследователя подрубили под корень надежды на то, что наши потомки смогут почти мгновенно перемещаться во времени и пространстве по особым каналам в пространственно-временном континууме. Эту геростратову работу проделали Роман Баньи (Roman V. Baniy) и Стивен Хсу (Stephen D. H. Hsu), сотрудники Института теоретической науки (Institute of Theoretical Science) Орегонского университета (University of Oregon).

Идея таких путешествий настолько фантастична, что серьезные ученые вроде бы и не должны тратить свое драгоценное время на связанные с нею вычисления. Тем не менее, физики-теоретики занимаются ею вот уже два десятилетия. Однако главная прелесть в том, что пришла она в науку как раз из фантастики. Ровно двадцать лет назад, летом 1985 года, знаменитый астроном Карл Саган вовсю трудился над романом о межзвездных путешествиях. К тому времени его коллеги по литературному цеху давно отработали эффектный способ отправки своих героев к далеким мирам - прыжки через гипер-, супер- или подпространство (последним термином в молодости обожали пользоваться братья Стругацкие, которые со временем заменили его на нуль-транспортировку). Однако эта идея была чисто литературным приемом, никакого физического обоснования она не имела. Саган не захотел идти проторенным путем и решил ввести в свою книгу воображаемое транспортное устройство, которое можно было хоть как-то связать с общепринятыми физическими концепциями. Для вящей надежности он обратился за помощью к профессору Калифорнийского технологического института Кипу Торну, известному своими работами в области общей теории относительности (ОТО) и космологии.

История умалчивает о том, почувствовал ли Торн необходимость проявить солидарность с коллегой или его заинтересовала сама поставленная проблема. Как бы то ни было, Торн предложил двум своим аспирантам, Майклу Моррису и Улви Юртсерверу, выполнить необходимые вычисления. К тому времени уже давно было известно, что уравнения ОТО имеют решения, из которых вытекает возможность пространственно-временных каналов. В 1935 г. такие решения обнаружили Альберт Эйнштейн и работающий вместе с ним Натан Розен (следует отметить, что сходную идею девятнадцатью годами ранее высказал австриец Людвиг Фламм). Впрочем, даже те немногочисленные теоретики, которым была известна эта работа, полагали, что так называемый "мост Эйнштейна-Розена" в принципе нельзя использовать для космических путешествий. Однако Моррис и Юртсервер математически доказали, что на самом деле все обстоит иначе. Оказалось, что пространственно-временной канал можно искусственно создать и даже поддерживать в открытом состоянии, если заполнить его вход экзотическим веществом или полем, оказывающим негативное давление на свое окружение. Подобная субстанция должна иметь отрицательную массу и, следовательно, отталкиваться от обычной материи - иначе говоря, антигравитировать. Созданный с ее помощью канал "закорачивал" бы отдаленные области пространства и поэтому позволял покрывать межзвездные и даже межгалактические расстояния за разумное время. Существует даже возможность использовать такой туннель и как машину времени во вполне уэллсовском смысле этого термина.

Сотрудничество астронома-литератора и его коллег-физиков оказалось взаимно выгодным. Саган опубликовал фантастический бестселлер "Контакт", а работа Морриса и Юртсервера породила целую литературу о пространственно-временных туннелях, или, как их стали именовать, "кротовых норах" или "червоточинах", wormholes (это выражение еще в 1956 году придумал тот самый физик Джон Арчибальд Уилер, которому наука обязана термином "черная дыра"). В дальнейшем выяснилось, что для пространственно-временных путешествий годятся только "червоточины" определенного вида, получившие название лоренцовских, да и то не все (а есть еще и евклидовские). Впрочем, это уже технические детали.

Что же сделали ученые из Орегона? Они теоретически рассмотрели лоренцовские "кротовые норы" двух различных типов, квантового и полуклассического. "Кротовые норы" первого рода подчиняются как уравнениям ОТО, так и принципам квантовой механики, и поэтому испытывают сильные флуктуации - точнее, такие флуктуации претерпевает их пространственно-временная метрика. А вот полуклассические "норы" пролегают пусть и в искривленном, но все же не пузырящемся пространстве-времени, и таким флуктуациям они практически не подвержены. Поскольку их динамика более предсказуема, они вроде бы куда лучше подходят для перемещений во времени и пространстве. Если эта логика верна, конструкторам космических транспортных магистралей далекого будущего следует заняться только полуклассическими "кротовыми норами".

Однако в науке элементарная логика часто подводит - как и в данном случае. Баньи и Хсу показали, что полуклассические "норы" в высшей степени нестабильны. Это означает, что даже если бы удалось построить устройство, открывающее такую червоточину в нужное время и в нужном месте, оно тут же перестало бы работать. А вот к квантовым "кротовым норам" этот вывод не относится, они способны действовать достаточно долго, чтобы пропустить через свою горловину космический корабль со всеми его пассажирами. Но радоваться рано. Квантовая "нора" будет работать с совершенно непредсказуемым результатом - все из-за тех же флуктуаций. Если вам надо лететь к Веге, она может вас доставить к Сириусу, а то и вовсе выбросить к динозаврам. В общем, как пишут Баньи и Хсу, "кротовые норы" и машины времени не могут одновременно быть и предсказуемыми, и устойчивыми". Куда ни кинь, всюду клин - воистину, нет в жизни счастья.

Из работы орегонских ученых следует и еще одно следствие, которое гораздо ближе к тем проблемам, что стоят перед наукой на современном ее этапе. Гипотетическая субстанция с отрицательным давлением, необходимая для изготовления "кротовых нор", во многом похожа на недавно открытую темную энергию, благодаря которой космическое пространство расширяется с возрастающей скоростью. Многие физические параметры, присущие этой "энергии", выяснить пока не удается, а знать их хотелось бы. Так, до сих пор не исключено, что в далеком будущем будет реализован сценарий "Большого хруста": темная энергия со временем может разорвать на клочки всю обычную материю от галактик до атомов. Однако из вычислений Баньи и Хсу вытекает, что особо "могучая" темная энергия как правило теряет стабильность и, так сказать, саморазрушается. Поэтому можно надеяться, что космос будет и дальше разлетаться умеренными темпами.

Алексей Левин (Вашингтон), 26.05.2005


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей