Черните дупки и червейни дупки отдавна са се превърнали в познат атрибут на много научнофантастични филми и телевизионни сериали, в които космическите пътешественици ги използват за незабавно пътуване из Вселената. Какво представляват черните дупки и дупки, колко правдоподобно е пътуването през времето и пространството? Каква невероятна истина е показана във филмите за научна фантастика? Това казаха руски физици от университетите на „Проект 5-100“.
Какво е черна дупка?
Физиците наричат черната дупка регион от пространство-време с толкова силна гравитация, че без значение, енергия или информация (включително светлина) могат да напуснат този регион, след като влязат в него. Черната дупка е ограничена в пространството от хоризонт на събитията: границата на черна дупка, отвъд която не може да избяга нито един обект или радиация. По този начин наблюдателите извън черната дупка не могат да получат информация за случващото се в нея.
Според общата относителност, геометрията на черните дупки е описана от уравненията на Айнщайн, свързваща метриката на извитото пространство-време със свойствата на материята, която я запълва, а гравитацията е проява на кривината на пространството-времето, заяви професор в Учебно-научния институт по гравитация и космология в Университета за приятелство на народите в Русия (Университет RUDN) Кирил Бронников.
„Учените теоретично са описали много разновидности на черните дупки. Те се различават по наличието или отсъствието на въртене, електрически заряд и други възможни параметри. Смята се, че черните дупки могат да възникнат от колапса на достатъчно масивни звезди в последния етап от тяхната еволюция или от колебанията на свръх плътната материя в ранната Вселена “, каза той.
Според него е невъзможно да се види черна дупка, тъй като външен наблюдател не може да получава информация директно от хоризонта на събитията. Следователно, черна дупка може да се прояви само косвено - чрез кривината на светлинните лъчи, минаващи наблизо, чрез електромагнитно излъчване от падащата в нея околна материя и т.н.
Учените все още не разбират какви са вътрешните области на черните дупки, скрити под хоризонта на събитията. Според повечето модели черни дупки в общата относителност те трябва да имат "особености" - точки, линии или повърхности с безкрайно големи стойности на кривината на пространството-време, както и плътността и налягането на материята. Въпреки това много изследователи смятат, че в действителност това не може да бъде.
Промоционално видео:
„Тук сме изправени пред границата на приложимост на нашите класически идеи за пространство-време и да навлезем в неизвестната област на квантовата теория на гравитацията, която все още не е изградена“, отбеляза Кирил Броников.
Той говори за възможността за съществуването на друг тип черна дупка - така наречената „черна вселена“. Отвън може да изглежда като всяка друга черна дупка. Обаче наблюдател, проникнал в него, пресичайки хоризонта на събитията, попада не в сингулярност, а в нова разширяваща се вселена.
Търсите черни дупки
В началото на 2019 г. програмата за наблюдение на интерферометъра на земното пространство и радиоастрона е завършена с резолюция няколко хиляди пъти по-висока от тази на известния космически телескоп Хъбъл. „Радиоастрон“е няколко десетки от най-мощните наземни радиотелескопи и космическа обсерватория, свързани с помощта на специални алгоритми във виртуална „чиния“с диаметър, много по-голям от нашата планета.
Радиоастронът позволи на руските астрономи да намерят ясни наблюдателни индикации за съществуването в центъра на галактиката OJ287 в съзвездието Рак на двойка свръхмасивни черни дупки, които се въртят на малко разстояние една от друга, заяви ръководителят на лабораторията за фундаментални и приложни изследвания на релативистични обекти във Вселената на Московския физико-технологичен институт (MIPT) Юрий Ковалев.
„Нашите наблюдения се вписват добре с прогнозите на OJ287 двоичен модел с черна дупка. В бъдеще, използвайки интерферометъра земно-космическо пространство Millimetron, планираме да изследваме на по-къси дължини на вълната сенките и близостта на черните дупки в нашата и други галактики. Той също така ще помогне да се тества теоретичното разбиране за съществуването на други обекти - "червейни дупки" ", каза той.
Тунели до други измерения
„Дупки за червеи“(английският еквивалент на името - червейни дупки, или червейни дупки) са най-интригуващите обекти във Вселената, за съществуването на които учените спорят. Това са конфигурации на пространство-време под формата на един вид тунели между отдалечени региони на нашата Вселена или дори между различни вселени.
„Червените дупки са сродни на черните дупки, тъй като те са локализирани обекти с достатъчно силна гравитация и кривина на пространството. Но за разлика от черните дупки те нямат „капан“- хоризонт на събитията, следователно теоретично те позволяват не само „влизане“, но и „излизане“. Тоест, можете да преминете през тях и да се върнете “, каза Сергей Рубин, професор в Националния изследователски ядрен университет MEPhI (NRNU MEPhI).
Въпреки факта, че червените дупки не противоречат на общата относителност и се предсказват от някои космологични теории, реалните кандидати за ролята на такива обекти все още не са известни. В допълнение, дупки за дупки предполагат много нетипична геометрия за пространството и времето, която изисква материята с екзотични свойства (например с отрицателна енергийна плътност), за да се поддържа.
„Откриването на дупки в природата или създаването им в лабораторията би означавало истинска революция във физиката на пространството-времето“, подчерта ученият.
Сергей Рубин не споделя доверието на астронома Хайно Фалке, че скорошните изображения на черната дупка в центъра на галактиката M87, получени в проекта на телескопа Event Horizons, могат да потвърдят съществуването на тунели в структурата на пространство-време. За окончателни заключения няма достатъчно точност на измерване.
В същото време теоретичните идеи за тези обекти помагат на учените да разберат по-добре естеството на пространството-времето и гравитацията.
Как да попаднете в червей?
Не всички научнофантастични филми за тунелите до други измерения са далеч от съвременните научни теории, казва професорът от Балтийския федерален университет на Имануел Кант (IKBFU) Артем Юров.
„Във филма Interstellar информацията за черните дупки и допълнителни пространства е в съответствие с научните идеи. Това не е изненадващо, тъй като научният съветник на филма беше носителят на Нобелова награда физикът на черната дупка Кип Торн. Именно той вдъхна нов живот на идеята за съществуването на червейни дупки “, каза той.
Според Артем Юров, макар че червените дупки са позволени от законите на физиката, те не могат да възникнат сами. Те обаче биха могли да бъдат изградени от цивилизация, която е изключително развита в техническо и научно отношение.
„Това не трябва да е изненадващо, в края на краищата автомобил Toyota също не може да се появи спонтанно, дори ако изчакате десетки милиарди години - това трябва да се направи“, каза той.
Днес физиците обмислят възможността да образуват червейни дупки, които не се разпадат бързо, както и как да ги направят достатъчно големи, за да могат поне молекулите да се поберат и да не се сринат там.
„Хипотетично е възможно да се изпрати човешкият геном чрез червей. Според изчисленията има и фунии в допълнителни размери, но те все още са доста малки, от 10 до минус 31 градуса сантиметра “, каза Сергей Рубин.
Според учения чрез червейна дупка е възможно в бъдеще да се изпрати човечеството от умираща вселена в друга, която едва сега започва да живее. За да направите това, не е необходимо да изпращате човек там физически - можете да изпращате информация там, въз основа на която нашата цивилизация ще бъде възстановена независимо в новата Вселена.