Vi är vana vid det faktum att i Hollywood science fiction-filmer reser karaktärer interstellära avstånd på några sekunder. Samtidigt vet vi att det i verkligheten är omöjligt, eftersom även ljuset reser till de närmaste stjärnorna i mer än fyra år. Finns det sätt att övervinna de barriärer som naturen skapar och göra fiktion till verklighet?
BRANA I BULKEN
I sin allmänna relativitetsteori visade Albert Einstein att massiva kroppar inte bara förändrar tidens flöde utan också böjer rymden. Båda teoretiska positionerna bevisades nästan omedelbart genom att observera Merkurius och stjärnor, vars ljus avböjs i solens tyngdfält. Men under lång tid gjorde exaktheten av existerande instrument inte möjlighet att mäta dimensionerna på deformationen av det utrymme som skapats av vår armatur.
1976-1977 genomförde de amerikanska fysikerna Robert Riesenberg och Irwin Shapiro ett experiment där modulerna i rymdskeppet Viking-1 och Viking-2, som låg i banor nära Mars, användes. De skickade radiosignaler mot fordonen när den röda planeten var nära solen, sett från jorden. Vikingarna avlyssnade signalerna, förstärkte dem och skickade tillbaka dem. Att mäta radiosignalens verkliga hastighet med den beräknade har amerikanerna fastställt: förseningen är hundratals mikrosekunder, vilket vid omberäkning ger en ökning av signalöverföringsavståndet med 50 km. Ett sådant "tillägg" till avståndet skulle inte vara möjligt om utrymmet var så platt som ett pappersark. Därför är det krökt nära solens yta.
Forskare har teoretiskt och experimentellt fastställt att rymden böjer sig. Men var? De antog att det sjunker till ett flerdimensionellt hyperspace som kallas "bulk". Vårt utrymme, i denna tolkning, visas som en kli, det vill säga ett tredimensionellt membran. Den beprövade existensen av högre dimensioner ger hopp om att det en dag hittas ett sätt att bokstavligen bryta rummet, omedelbart att övervinna de kolossala avstånd som skiljer oss från andra världar.
BRUGE ÖVER VÄRLDEN
Kampanjvideo:
År 1916, det vill säga bara ett år efter att Einstein publicerade sina huvudartiklar om allmän relativitet, fann den österrikiska fysikern Ludwig Flamm en lösning på sina ekvationer och beskrev en sådan krökning av rymden där en "kort" övergång från universitetspunkten till en annan blir möjlig och så vitt du vill genom speciella "broar".
Flamms exotiska slutsats ignorerades då. Mycket mer resonans orsakades av den så kallade "space-time bridge", som beskrevs 1935 av Albert Einstein själv och hans assistent Nathan Rosen. Till skillnad från sin föregångare tänkte de på betydelsen av den föreslagna modellen för den verkliga världen, men kom till slutsatsen att "bron" inte kan existera på vår kli som ett materiellt objekt som är tillgängligt för observation. Icke desto mindre användes nästan omedelbart idén av science-fictionförfattare som ett hypotetiskt transportmedel, vilket bidrog till dess popularisering.
1957 föreslog den amerikanska fysikern John Wheeler sin egen version av "bron". Han beskrev det och tog till sig en analogi med en myra på ett äpple, vilket kan ta mycket lång tid att komma till motsatt del av frukten, eller kan använda tunneln som gnagas av maskar för hastighet. Baserat på denna analogi kallade Wheeler de rumsliga tunnlarna "maskhål"; bland sovjetiska fysiker fästes termen "maskhål" senare. Förutom att introducera nya ord utvecklade amerikanen, tillsammans med sin student Robert Fuller, en modell för födelse, utvidgning och kollaps av "maskhål" genom huvudmassan, och även om det tycktes visa oundvikligheten av nästan omedelbar "död" av dessa formationer, gav den teoretiska motiveringen av deras existens grunden för ytterligare forskning.
THORNS HYPOTESIS
Nästa steg togs av Kip Thorne, Wheelers student. Han vände sig till problemet med maskhål efter att den berömda populariseraren Carl Sagan skickade honom ett manuskript av sin science fiction-roman för granskning i maj 1985. I originaltexten skickades romanens karaktärer, forskare, till ett möte med representanter för den antika supercivilisationen genom ett "svart hål". Thorne visste att det var omöjligt att resa i universum på detta sätt, eftersom alla materiella föremål inuti "svarta hålen" skulle förstöras, så han föreslog att Sagan skulle ersätta dem med Wheelers "maskhål". Detta krävde underbyggnad under vilka förhållanden en tunnel genom bulken skulle vara möjlig.
Thorne kunde bevisa matematiskt att ett "maskhål" kan existera i vår värld under godtyckligt länge om det finns "exotiskt ämne", det vill säga ett ämne med negativ massa och negativ energi. Även om en sådan tanke vid första anblicken verkar vara nonsens, strider inte förekomsten av "exotisk materia" mot fysikens lagar som vi känner.
1988 publicerade Kip Thorne, medförfattare med sina studenter, Mark Morris och Ulvi Yartsever, ett papper som uppmanade det vetenskapliga samhället att diskutera skapandet och stabiliseringen av maskhål. Som Thorne själv medger har under fyra decennier inte fått ett tillfredsställande svar, vilket inte hindrade fysikern från att delta i konsultationen av den fantastiska filmen "Interstellar", där uppkomsten av ett konstgjord "maskhål" i närheten av Saturnus blev en av de inträffande bildande antagandena.
Det finns dock fortfarande några framsteg. Till exempel har det visats att den naturliga förekomsten av "maskhål" är extremt osannolik. Till skillnad från "svarta hål", vars födelseprocess från massiva stjärnor har beskrivits och beräknats, finns det inga föremål i universum som kan "kopplas" till "maskhål". Hypotesen ansågs att "maskhål" kan visas på den subatomära nivån i form av det så kallade "kvantskummet", men detta alternativ är också föremål för allvarlig kritik.
Det visar sig att om "maskhål" någonsin dyker upp, kommer de att vara produkten av supercivilisationsteknik, vilket visas i Carl Sagans roman "Kontakt" och Christopher Nolans film "Interstellar". Kip Thorne föreslog till och med ett schema för hur en sådan civilisation kunde bygga dem:”Du tar bara en del av vår kli (Universum) ner i bulken och får en buckla, böjer sedan klanen i bulken, tappar ett hål i det, som om under en buckla, pirka ytterligare ett hål i botten av bulten och sy till slut hålens kanter. Ta bort något!"
HITTA EN "WORM"
Inte alla forskare gick med på de pessimistiska slutsatserna från Kip Thorne. Till exempel utvecklar den ryska astrofysiker Nikolai Semenovich Kardashev, känd för sin klassificering av hypotetiska utomjordiska civilisationer, teorin om Multiversen som en uppsättning av en oändlig uppsättning världar med olika fysiska konstanter och följaktligen distribuerad på andra klippor.
Enligt beräkningarna från Kardashev-gruppen bildas "maskhål" tillsammans med många universum och kvarstår och förbinder dem när de växer. Naturligtvis utvecklas "maskhål", men de kan hittas genom sina karakteristiska egenskaper: särskilt kan de se ut som "svarta hål" med avvikande egenskaper. Bland de föremål som föll under misstank kallar Kardashev kvasaren Q0957 + 561.
För närvarande är Radioastron orbiter (Spektr-R) engagerad i sökandet efter "maskhål"; år 2025 ska Millimetron (Spectrum-M) orbital observatorium ansluta sig till det. Ryska fysiker tror på framgång. Om de lyckas bekräfta sina teoretiska beräkningar, kommer öppningen av en tunnel in i grannuniversumet att överträffa även Einsteins teori i dess betydelse. Och där ser du, genom att använda exemplet på ett naturligt "maskhål" kommer de att lära sig att skapa konstgjorda.
Anton Pervushin