346432
36
Мы можем построить настоящую червоточину, но если у Вселенной есть дополнительные измерения
Возможно, можно построить настоящую, но только если наша вселенная имеет дополнительные измерения, обнаружила группа физиков.
Чтобы сделать червоточину, нужно склеить разные части Вселенной, соединив их мостом или туннелем, который обычно называют "горлом". Это горло может быть настолько большим или длинным, насколько вы хотите, но, как правило, оно должно быть короче, чем обычное расстояние до места назначения. В общей теории относительности Эйнштейна создание червоточины довольно простое дело: Вы просто создаете черную дыру и соединяете ее с белой дырой (которая является полной противоположностью черной дыры), и бум, вот он: туннель сквозь пространство-время.
К сожалению, самая большая проблема с червоточинами заключается в том, что они фантастически нестабильны. Как только они образуются, их огромная гравитационная сила (в конце концов, они буквально состоят из черных дыр) разрывает их на части быстрее скорости света, что делает их довольно бесполезными в качестве кратчайших путей во Вселенной.
Единственный известный способ стабилизировать червоточину - это использовать какую-либо форму экзотической материи. Экзотическая материя может принимать форму материи с отрицательной массой, которая, похоже, не существует во Вселенной, или другой сценарий, нарушающий так называемые энергетические условия общей теории относительности. Энергетические условия просто утверждают, что все должны испытывать положительную энергию, в среднем, практически везде, куда бы они ни пошли. Однако, чтобы стабилизировать червоточину, путешественник должен испытать область отрицательной энергии.
Существуют некоторые физические сценарии, которые приводят к нарушению некоторых энергетических условий в определенное время. Однако физики не знают ни одного случая, когда все энергетические условия нарушались бы в среднем в течение длительных периодов времени - а это именно то, что нужно для создания червоточины.
Гравитация чрезвычайно слаба; она в миллиарды и миллиарды раз слабее любой другой силы природы. Этот факт беспокоит многих физиков, потому что, когда что-то так разительно отличается от остальной Вселенной, за этим обычно стоит какое-то интересное физическое объяснение.
Но у нас нет физического объяснения, почему гравитация настолько слаба. Одна из идей физиков-теоретиков заключается в том, что во Вселенной есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд. Вдохновленные концепцией теории струн о множестве дополнительных пространственных измерений, намотанных на самих себя и сжатых до субмикроскопических масштабов, некоторые теории предполагают, что в реальности существуют дополнительные пространственные измерения, помимо обычных трех.
В этих теориях наши три измерения - это просто "брана", относительно тонкая мембрана, которая существует внутри более высокоразмерного "объема". Эти дополнительные измерения не обязательно огромны; если бы они были огромны, мы бы заметили, как частицы или планеты появляются и исчезают из дополнительного измерения. Но дополнительные измерения могут быть больше, чем мизерные размеры теории струн - возможно, размером в миллиметр.
В этом случае все силы и частицы природы будут ограничены трехмерной браной, а гравитация будет иметь привилегию путешествовать по объему. Таким образом, гравитация может быть такой же сильной, как и все остальные силы, но она настолько сильно разбавлена всеми дополнительными измерениями, что кажется слабой для нашего трехмерного опыта.
Через червоточину
Поскольку эти идеи, основанные на бране, являются попытками понять гравитацию, они открывают новые возможности для изучения природы червоточин. Наши знания о червоточинах регулируются общей теорией относительности, но, возможно, наличие дополнительных измерений меняет принцип действия общей теории относительности, делая червоточины возможными, предлагает индийская исследовательская группа в новой работе, опубликованной в базе данных препринтов arXiv.
В статье физики исследовали возможность создания червоточины в модели "ветвистого мира", впервые предложенной физиками Лизой Рэндалл и Раманом Сундрумом в 1999 году.
Авторы новой работы обнаружили, что они действительно могут построить стабильную, проходимую червоточину в этой модели гравитации, основанной на бране. Более того, для этого им не потребовалось никакой экзотической материи.
Хотя команда обнаружила, что эта ситуация все еще нарушает энергетические условия общей теории относительности, они утверждают, что это нарушение является особенностью, а не ошибкой. Вместо того чтобы для создания червоточины требовался какой-то странный и экзотический (и, вероятно, невозможный) ингредиент, природа гравитации в дополнительных пространственных измерениях естественным образом приводила к нарушению энергетических условий. Как только эти условия были нарушены, червоточины стали естественным следствием, сказали они.
Исследователи даже зашли так далеко, что предположили, что если мы когда-нибудь сможем непосредственно наблюдать или создать червоточину, это может указывать на то, что Вселенная имеет больше пространственных измерений, чем обычные три.
Как и все теоретические работы на тему червоточин, это не последнее слово. Никто не знает, верна ли теория Рэндалла-Сундрума или любая другая теория, основанная на бранах и дополнительных измерениях. И ни у кого нет квантовой теории гравитации - теории сильной гравитации на малых масштабах - которая почти наверняка изменила бы расчеты, возможно, до такой степени, что снова исключила бы возможность существования червоточин.
Но этот результат все равно интересен, поскольку он присоединяется к ряду попыток исследовать границы нашего понимания гравитации, доводя общую относительность до абсолютных пределов. Червоточины могут существовать или не существовать, но попытка понять их определенно расширит наши знания о Вселенной.
(Добавил: RoboAstroNews)
к последнему комментарию
Докатились до струн наконец-то :-))
Измерения амплитуды гравитационных волн убедительно доказали квадратичную зависимость их энергии от расстояния, и соответственно ТРЁХМЕРНОСТЬ нашего пространства (с вероятностью в пределах точности измерений ~95--98%).
""Исследователи даже зашли так далеко, что предположили, что если мы когда-нибудь сможем.." (c)
‐---‐-----
Пардон, кто это "мы"?
В смысле, человеки???
0+3 предразумная радиоцивилизация? На своем очевидном закате и деградации? Создать червоточину?
О_о, без царя в голове...
50 лет люди играются красивыми (или не очень?) математическими уравнениями. С Теорией струн.
И какую пользу она принесла миру?
Это я к последнему предложению данного текста, где утверждается, что попытка понять несуществующее расширяет знания.
Пока что не расширила. Не смог найти, какая от неё польза.
Ну или польза Теории струн настолько узкоспециальная и скрытая, что простому смертному она недоступна.
Пространство трехмерно. По крайней мере, никто не доказал иного...)
точки на плоскости с вами поспорят, расскажите им про третье измерение, они посмеются
Возможно червоточина это закрученная в спираль шахматная доска?
vozmozhno
точки на плоскости с вами поспорят, расскажите им про третье измерение, они посмеются
-----------------
Точки на плоскости принадлежат трёхмерному пространству, если бы это было не так, вы бы их не увидели.
мы - да, но вы им (точкам) попробуйте донести про эту вашу высоту )))
vozmozhno, "..точки на плоскости с вами поспорят, расскажите им про третье измерение, они посмеются.."
Точка на плоскости (собственно, как и сама плоскость) как объект - в природе не существует. Разве что только ее улыбка, и то - трехмерная))
"Квадратичную зависимость энергии от расстояния, и соответственно ТРЁХМЕРНОСТЬ нашего пространства"
Это усредненно на огромнейших расстояниях. Теория струн и им подобные многомерные - для квантово малых размеров.
Поэтому трехмерность доказана только на макромасштабах, на которые теория струн и не претендует.
1) не может объект мерности N, перемещаться в мерности N+1 или N-1. Так же как и сложить объекты мерностью N+1 из N-мерных объектов. Та же нельзя разделить N-мерное на размерности N-1.
2) Перемещение в мерности вида N, через мерность вида N+1, занимает бОльший путь, чем прямая проходящая в мерности N, соединяющая пункты отправки и прибытия.
Пример. Имеем лист бумаги, пусть плоскость будет, двумерием. Проведем прямую между любыми двумя точками в этой плоскости. Измерим. Далее, проведем перпендикуляр к любой точке (или под любым углом) выходящий за пределы плоскости (ось z). В 3х-мерие. Произвольной длины. Затем, померим расстояние от вершины перпендикуляра, до второй точки. Складываем длину перпендикуляра и длину прямой до второй точки. Сравниваем с длиной прямой, на плоскости. Вывод очевиден.
Назовем это: Постулаты Сквайра. 🙂
Есть и другие измерения. Сколько кругом необъяснимых явлений, доказывающая множественность измерений.
Гравитация слаба?
Или благодаря гравитационным взаимодействиям они так и настолько сегментировались, что позволяют реализоваться другим силам.
При этом остается той самой силой, на которую не расходуется никакие ресурсы.
Совсем, но при этом изменяет само мироздание.
А по поводу измерений... ну сколько захотят математики столько и будет их.
Для "плоских" поверхностей по типу Земли хорошо работают три.
Базовое геометрическое-геодезическое, для измерения Земли и на Земле масонами.
(такие вот дела.....похоже, что мир уже не сможет обойтись без спецопераций, по другому в старом уже нельзя)
".. подобные многомерные - для квантово малых размеров .." (с)Teddy
Э. нет Teddy, трактуем так, что наши квантовые частицы имеют в других измерениях "микромасштабы", а сами эти измерения не отличаются от наших трёх и имеют такие же расстояния в нашей Вселенной и опыт с гравитационными волнами показывает, чтолишних измерений нет.
.
Sqwair777
Для вашего постулата достаточно мысленного эксперимента с ниточкой и её длиной :-))
Ну и надо обозначить ограничения действия постулата:
Исследуемое N-1 пространство должно быть плоским для пространства N, т. е. описываться линейным уравнением. (если, например, N-1 сфера или параболоид, или ..., то постулат не работает). А так, вполне себе научно звучит!
:-)))
Энергия с отрицательным числом само по себе подразумевает время вспять.
Sqwair777
1) не может объект мерности N, перемещаться в мерности N+1
2) перемещение в мерности вида N, через мерность вида N+1, занимает бОльший путь
Второе по существу запрещено первым.
*
Что такое "перпендикуляр ... под любым углом"?
*
"[нельзя] сложить объекты мерностью N+1 из N-мерных объектов".
Тетраэдр из отрезков?
*
"нельзя разделить N-мерное на размерности N-1"
Исчисление бесконечно малых построено как раз на снижении размерности. Скажем, шар, рассекаем плоскостями на сферы, а затем проводим интегрирование для вычисления объема.
Если правильно формулировать пункт 2 Sqwair777, то получим неравенство Коши-Буняковского для нормы и скалярного произведения векторов.
У вселенной есть ишшо измерения - эт медицинский факт. Теория Большого взрыва, замкнутость вселенной при ее расширении. Как это задействовать - не придумано. «Белая Дыра»… Хе - хе - хе.
"В общей теории относительности Эйнштейна создание червоточины довольно простое дело:
Вы просто создаете черную дыру и соединяете ее с белой дырой (которая является
полной противоположностью черной дыры), и бум, вот он: туннель сквозь пространство-время".
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Реникса. Для соединения "Да" и "Нет" нет ни логики, ни феноменологии.
Но наглость - второе счастье... Пока безнаказна.
Леонид, давным-давно, уже приводил пример. Напомню, двухмерный объект не имеет толщины. А вот, и сам пример: условной ниточкой ограничьте какую-то область, внутри этой области, условно имеем двумерное пространство. Сама ниточка, не в счет. Так вот, попробуйте изогнуть это пространство внутри ниточки (это к слову о сфере или еще какой поверхности трехмерного объекта). И далее, житель поверхности сферы увидит кривизну своего мира (горизонт)? Если да, то он не двумерный. Потому как определение плоскоти и ее свойства, сами по себе, опровергают такой эффект. Так что всё работает. :))
Тедди, читаем внимательно - перпендикуляр или, там в скобочках (под любым углом), да даже хоть по параболе или ломаной кривой! :)
А тетраэдр, это фигура или тело?;:)
Ну, и самое интересное, по-поводу вашего помянутого неравенства... Не раз упоминал, я сторонник эксперимента, прагматик, практик. Вот, возьмите кучу кубиков, да сложите из них что-то четырехмерное, или из плоскости, ограниченной проволочкой любой формы - сделайте какой-нибудь трехмерный объект, типа шарика или тетраэдра... :)) Опровергните прстулат практически. Леонид, попробуйте тоже опровергнуть практически. :) А, то так, математически, у математиков даже и числа мнономерные имеются. 😁 П.с. Тедди, скаляр это у нас что? Это даже не вектор (одномерная величина), вот умножьте или сложите, скаляр на скаляр, полУчите вектор? А ведь это и есть пресловутая разница между мерностями.
П.с. Тедди, кстати, безконечно малая величина - это всё же ВЕЛИЧИНА, отличная от нуля. Ну, вот как пример, - плоскость имеет нулевую величину по оси Z, потому сколько не складывай нулей, по пространственной оси не получится получить даже безконечно малую ВЕЛИЧИНУ. Аналогично, сколько ни складывай, трехмерные величины, никогда не получим, четырехмерную, даже безконечно малую величину. :)
Скалярное произведение векторов это отнюдь не произведение скаляров :)
Если практически, то так: нульмерный уголек на кончике палочки образует одномерную траекторию. Вращающяяся палочка типа пропеллера образует двумерный диск. Вращающаяся монетка образует 3D сферу. Скатывающийся шарик образует 4-мерный объект в пространстве Минковского.
Тетраэдр это 4-мерный объект.
Кстати, для создания белой дыры потребуется тёмная энергия. Много. Только она отталкивает гравитационно вещество.
Sqwair777, вот практически, чуть меньше двадцати лет назад баловался с четырёхмерными проекциями, куб и шарики (там ещё что-то уже и не помню):
disk.yandex.ru/d/4xeUTmSrM5tG6Q
Много слов и математических рассуждений. А кто-то может привести пример чего нибудь ОБЪЕКТИВНО двумерного или одномерного? Ну, на крайняк, нульмерного?))
В голове можно моделировать что угодно, но трехмерные объекты всегда образуются трехмерными объектами. С пусть малыми, но всегда реальными размерами.
Да и размер - это всегда лишь вопрос масштаба.
nick_s, уровень воды в барабане парового котла -- вполне себе одномерный объект для мужика, который сидит у задвижки, крутит её и поддерживает этот уровень на заданном значении :-))
Кроме как в голове только и можно моделировать. Те, кто используют для этого другие органы выдают весьма вдохновляющие и парадоксальные результаты.
Leonid3, только в пятницу ездил на наладку парового котла :)
Немножко подкалымил. В котельной выпало окошко из стеклоблоков. Затянули пленкой.
".. Затянули пленкой .." -- и по периметру загерметизировали синей изолентой! Русскость не пропьёшь :-)))
Здание котельной в принципе состоит из одних окон и крыши на случай хлопка, который случается, когда тот самый одномерный мужик засмотрится на проходящую мимо лаборантку с химводоочистки :-))
К27 nick"s
Я могу.
Например, человеческий текст. Он двухмерный. А один из знаков этого текста - вообще одномерный.
В сумме это хорошо объясняет как коммуникационную слабость цивилищации (считающей себя огого какой!..), так и общую недоразвитость.
Постулаты так никто и не опроверг. :) И это только азы. А ещё остаётся интереснейшая тема - тема экзотической материи... По этому поводу у меня тоже есть постулаты и аксиомы. Но, об этом не сейчас, слишком много печатать надо. Достаточно, того что с мерностью еще не разобрались.
Некоторые принципы (постулаты, аксиомы), используемые мною
в физических рассмотрениях (с некоторыми следствиями из них).
1. Нельзя отдать или взять больше, чем есть.
(валит современную формализацию кинэнэргии)
2. Отношение пропорциональности не изменяет сущностей его участников.
(валит все линейные формализации, образующие новые сущности).
3. Непрерывное не может измеряться дискретным
(асимметричный временной цикл не может быть единицей измерения
непрерывного времени).
4. Допредельное нельзя выражать через запредельное.
(валит фактор Лоренца после его тождественного преобразования).
"Великое закрытие" -- вчера как раз мультфильм с удовольствием посмотрел. И на Мартышку, и на Слонёнка, на Удава и Попугая, замечательный сериал :-)))
Leonid3, Уровень воды - это не объект. Это воображаемая граница отделяющая объект от "необъекта".
Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен