Ne-am obișnuit cu faptul că în filmele de science-fiction de la Hollywood, personajele parcurg distanțe interstelare în câteva secunde. În același timp, știm că, în realitate, acest lucru este imposibil, deoarece chiar și lumina călătorește spre cele mai apropiate stele mai mult de patru ani. Există modalități de a depăși barierele stabilite de natură și de a face din ficțiune o realitate?
BRANA ÎN BULK
În teoria sa generală a relativității, Albert Einstein a arătat că corpurile masive nu numai că schimbă fluxul de timp, ci și îndoaie spațiul. Ambele poziții teoretice s-au dovedit aproape imediat observând Mercur și stele, a căror lumină este deviată în câmpul gravitațional al Soarelui. Dar multă vreme, precizia instrumentelor existente nu ne-a permis să măsurăm dimensiunile deformării spațiului creat de lumina noastră.
În 1976-1977, fizicienii americani Robert Riesenberg și Irwin Shapiro au efectuat un experiment în care au fost utilizate modulele navei spațiale Viking-1 și Viking-2, care se aflau pe orbitele din apropierea planetei Marte. Au trimis semnale radio către vehicule când planeta roșie era lângă Soare, așa cum este privită de pe Pământ. Vikingii au interceptat semnalele, le-au amplificat și le-au trimis înapoi. Măsurând viteza reală a semnalului radio cu cea calculată, americanii au stabilit: întârzierea este de sute de microsecunde, ceea ce în recalculare dă o creștere a distanței de transmisie a semnalului cu 50 km. O astfel de „adăugare” la distanță nu ar fi posibilă dacă spațiul ar fi la fel de plat ca o foaie de hârtie. Prin urmare, este curbat lângă suprafața Soarelui.
Oamenii de știință au stabilit teoretic și experimental că spațiul se îndoaie. Dar unde? Aceștia au emis ipoteza că aceasta se aruncă într-un hiperspațiu multidimensional numit „vrac”. Spațiul nostru, în această interpretare, apare ca o ramă, adică o membrană tridimensională. Existența dovedită a dimensiunilor superioare dă speranța că într-o zi se va găsi o cale de a străpunge literalmente spațiul, depășind instantaneu distanțele colosale care ne separă de alte lumi.
PONTE DE LUME
Video promotional:
În 1916, adică la doar un an după ce Einstein a publicat principalele sale articole despre relativitatea generală, fizicianul austriac Ludwig Flamm a găsit o soluție la ecuațiile sale, descriind o astfel de curbură a spațiului în care devine posibilă o „scurtă” tranziție de la un punct al Universului la altul. și, în măsura în care doriți, prin „poduri” speciale.
Concluzia exotică a lui Flamm a fost ignorată la acea vreme. Mult mai multă rezonanță a fost cauzată de așa-numitul „pod-spațiu-timp”, care a fost descris în 1935 chiar de Albert Einstein și de asistentul său, Nathan Rosen. Spre deosebire de predecesorul lor, ei s-au gândit la semnificația modelului propus pentru lumea reală, dar au ajuns la concluzia că „podul” nu poate exista pe ramura noastră ca obiect material accesibil observației. Cu toate acestea, aproape imediat ideea a fost folosită de scriitorii de ficțiune științifică ca mijloc de transport ipotetic, ceea ce a contribuit la popularizarea acesteia.
În 1957, fizicianul american John Wheeler a propus propria versiune a „podului”. Descriind-o, a apelat la o analogie cu furnica de pe un măr, care poate dura foarte mult timp pentru a ajunge la partea opusă a fructului sau poate folosi tunelul râvnit de viermi pentru viteză. Pe baza acestei analogii, Wheeler a numit tunelurile spațiale „găuri de vierme”; printre fizicienii sovietici, termenul „găuri de vierme” a devenit ulterior înrădăcinat. Pe lângă introducerea de cuvinte noi, americanul, împreună cu elevul său Robert Fuller, a dezvoltat un model de naștere, expansiune și prăbușire a „găurilor de vierme” prin cea mai mare parte și, deși părea să arate inevitabilitatea „morții” aproape instantanee a acestor formațiuni, justificarea teoretică a existenței lor a constituit baza pentru cercetări ulterioare.
HIPOTEZIA LUI THORN
Următorul pas a fost făcut de Kip Thorne, studentul lui Wheeler. A apelat la problema găurilor de vierme după ce celebrul popularizator Carl Sagan i-a trimis un manuscris al romanului său de science-fiction pentru a fi revizuit în mai 1985. În textul original, personajele romanului, oamenii de știință, au fost trimiși la o întâlnire cu reprezentanții supercivilizării antice printr-o „gaură neagră”. Thorne știa că este imposibil să călătorești în Univers în acest fel, deoarece orice obiect material din interiorul „găurilor negre” va fi distrus, așa că el a sugerat ca Sagan să le înlocuiască cu „găurile de vierme” ale lui Wheeler. Acest lucru a necesitat fundamentarea în ce condiții ar putea fi posibil un tunel prin vrac.
Thorne a fost capabil să demonstreze matematic că o „gaură de vierme” poate exista în lumea noastră pentru o perioadă lungă de timp, în mod arbitrar, dacă în interiorul acesteia este „materie exotică”, adică o substanță cu masă negativă și energie negativă. Deși la prima vedere un astfel de gând pare a fi un nonsens, prezența „materiei exotice” nu contravine legilor fizicii pe care le cunoaștem.
În 1988, Kip Thorne, co-autor cu studenții săi, Mark Morris și Ulvi Yartsever, a publicat un articol prin care a solicitat comunității științifice să discute despre crearea și stabilizarea găurilor de vierme. Timp de patru decenii, după cum recunoaște Thorne însuși, nu a fost primit un răspuns satisfăcător, ceea ce nu l-a împiedicat pe fizician să participe la consultarea fantasticului film Interstellar, în care apariția unui „gă de vierme” artificial în vecinătatea Saturnului a devenit una dintre ipotezele formatoare de complot.
Cu toate acestea, există încă unele realizări. De exemplu, s-a demonstrat că apariția naturală a „găurilor de vierme” este extrem de puțin probabilă. Spre deosebire de „găuri negre”, al căror proces de naștere din stele masive a fost descris și calculat, nu există obiecte în Univers care ar putea fi „legate” cu „găurile de vierme”. Ipoteza a fost considerată că „găurile de vierme” pot apărea la nivel subatomic sub forma așa-numitei „spume cuantice”, dar această opțiune este supusă și unor critici serioase.
Se dovedește că, dacă vor apărea vreodată „găuri de vierme”, acestea vor fi un produs al tehnologiei de supercivilizare, așa cum se arată în romanul lui Carl Sagan Contact și Interstelul lui Christopher Nolan. Kip Thorne a propus chiar o schemă pentru modul în care o astfel de civilizație le-ar putea construi: „Pur și simplu iei și împingi o parte din ramul nostru (Universul) în jos și obții o adâncitură, apoi îndoiți ramă în vrac, trageți o gaură în ea, ca și cum ar fi sub dantură. o altă gaură din partea inferioară a bontului și cusând în cele din urmă marginile găurilor. Delov ceva!"
GĂSEȘTE O „VIERĂ”
Nu toți oamenii de știință au fost de acord cu concluziile pesimiste ale lui Kip Thorne. De exemplu, astrofizicistul rus Nikolai Semenovici Kardashev, cunoscut pentru clasificarea sa a ipoteticelor civilizații extraterestre, dezvoltă teoria Multiversului ca un set al unui set infinit de lumi cu constante fizice diferite și, în consecință, dislocate pe alte ramuri.
Conform calculelor grupului Kardashev, „găurile de vierme” se formează împreună cu numeroase universuri și persistă, conectându-le pe măsură ce cresc. Desigur, „găurile de vierme” evoluează, dar pot fi găsite prin trăsăturile lor caracteristice: în special, ele pot arăta ca „găuri negre” cu proprietăți anomale. Printre obiectele căzute sub suspiciune, Kardashev apelează la quasar Q0957 + 561.
În prezent, orbitorul Radioastron (Spektr-R) este angajat în căutarea „găurilor de vierme”; în 2025, observatorul orbital Millimetron (Spectrum-M) urmează să i se alăture. Fizicienii ruși cred în succes. Dacă reușesc să își confirme calculele teoretice, atunci deschiderea unui tunel într-un univers vecin va depăși chiar teoria lui Einstein în semnificația sa. Și acolo, vedeți, folosind exemplul unui „gă de vierme” natural, vor învăța să le creeze pe cele artificiale.
Anton Pervushin
