ცოფიანი

ყველა სხვა ბლოგის თავზეც გავიარე

სინათლეზე სწრაფად. თხუნელას სოროები

wormhole

სივრცის გაჭიმვის შემდეგ, სინათლის სიჩქარის ბარიერის გადალახვის მეორე საშუალებაა გავხლიჩოთ, ან გავხვრიტოთ სივრცე, ანუ გავიაროთ “თხუნელის სოროში” (იგივე ჭიის ხველში _ Wormhole), რომლებიც ორ სამყაროს აერთებენ. ლიტერატურაში “თხუნელის სოროები” პირველად მოიხსენია ოქსფორდის მათემატიკოსმა ჩარლზ დოჯსონმა, რომელმაც ფსევდონიმით, ლუის კეროლი, დაწერა ზღაპარი “ალისა სარკის მიღმა სამყაროში” (ორიგ.: Through the Looking-Glass, and What Alice Found There). ალისას სარკე ეს არის “ჭიის ხვრელი”, რომელიც აერთებს ოქსფორდს დიდ სასწაულებით სავსე სამყაროსთან. სარკეში ხელის გაწვდენის შემდეგ, ალისას თვალის დახამხამებაში შეუძლია გადაინაცვლოს ერთი სამყაროდან მეორეში. მათემატიკოსები მათ “მრავალჯერად დაკავშირებულ სივრცეებს” ეძახიან.

ფიზიკაში “თხუნელის სოროების” კონცეფცია 1916 წელს წარმოიშვა. _ მხოლოდ ერთი წლის შემდეგ რაც ეინშტეინმა თავისი უდიდესი ნაშრომი _ ფარდობითობის თეორია გამოაქვეყნა. ფიზიკოსმა კარლ შვარცშილდმა, რომელიც ამ დროს კაიზერის არმიაში მსახურობდა, იპოვა იზოლირებულ წერტილოვან ვარსკვლავთან მიმართებაში ეინშტეინის განტოლების ზუსტი ამოხსნა. მისმა რეზულტატმა დაუყოვნებლივი და ძალიან ძლიერი გავლენა იქონია ასტრონომიის სხვა დარგებზეც და დღესაც რჩება ეინშტეინის განტოლებების ერთ–ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან ამოხსნად. ფზიკოსების რამდენიმე თაობა იყენებდა თეორიული წერტილოვანი ვარსკვლავის გრავიტაციულ ველს, რეალური ვარსკვლავის გრავიტაციის მიახლოებითი გამოსახულების როლში.

ამ წერტილოვან ამოხსნას თუ სერიოზულად განვიხილავთ, მის ცენტრში უეცრად აღმოჩნდება საშინელი წერტილოვანი ობიექტი, რომელიც თითქმის ასწლეულის განმავლობაში აოცებდა და აკვირვებდა ფიზიკოსებს _ შავი ხვრელი. შვარცშილდის ამოხსნა, წერტილოვანი ვარსკვლავის მიზიდულობის ველის მიმართ, რაღაცით ტროას ცხენსაც გვაგონებს. გარედან ისე გამოიყურება როგორც ციური ძღვენი, შიგნით კი ყველანაირი დემონი და ავი სულია. მაგრამ თუ მივიღებთ ერთს, იძულებულები ვიქნებით, მივიღოთ მეორეც. შვარცშილდის ამხოსნიდან ნათელი ხდებოდა რომ წერტილოვან ვარსკვლავთან მიახლოვებისას საშინელი რაღაცები ხდებოდა. თვითონ ვარსკვლავი გარშემორტყმულია უჩინარი სფეროთი (რნობილი როგორც “შემთხვევების ჰორიზონტი”), რომელიც წარმოადგენს თავისებურ ზღვარს, რომლის შიგნიდან დაბრუნებაც შეუძლებელია. ყველაფერი შეიძლება მოხვდეს მის შიგნით, მაგრამ უკან დაბრუნებას ვერაფერი შეძლებს. თუ ერთხელ გადალახავთ “შემთხვევების ჰორიზონტს” თქვენ უკან დაბრუნებას ვეღარ შეძლებთ. (თქვენ თუ “შემთხვევების ჰორიზონტის” შიგნით იმყოფებით გარეთ გამოსაღწევად დაგჭირდებათ სინათლის სხივზე სწრაფად მოძრაობა, ეს კი შეუძლებელია.)

შემთხვევების ჰორიზონტთან მიახლოვებისას თქვენი სხეულის ატომებზე დაიწყებენ ზემოქმედებას მოზღვავებული ძალები და დაიწყებენ მათ ჭიმვას. თქვენი ფეხები უფრო მეტად მიიზიდებიან, ვიდრე თქვენი თავი, ამიტომ თქვენ ეჯრ გაიწელებით სპაგეტის მდგომარეობამდე, შემდეგ კი უბრალოდ გაიხლიჩებით. იგივე დაემართება თქვენი სხეულის ატომებს _ ჯერ გაიწელებიან, შემდეგ გაიხლიჩებიან.

გარე დამკვირვებლისთვის თქვენი მიახლოვება ამ ჰორიზონტთან ისეთი საბნახავი იქნება, თითქოს თქვენ დროში შენელდით. მეტიც, როდესაც თქვენ ჰორიზონტს შეეხებით, დამკვირვებელს მოეჩვენება, რომ დრო შეჩერდა.

და ეს კიდევ ცოტაა. როდესაც ჰორიზონტს შიგნით შეხვალთ, თქვენ დაინახავთ სინათლეს, რომელიც შიგნითაა ჩაკეტილი და მასშიმილიარდობით წელია “დაეხეტება”. თქვენ თითქოს და ნახავთ მთელი შავი ხვრელის ისტორიას მისი წარმოქმნის დღიდან.

საბოლაოდ, თქვენ თუ შეძლებთ შავი ხვრელის გავლას, იქ, მეორე მხარეს, აღმოჩნდება სხვა სამყარო. ეს მოვლენა პირველად ეინშტეინმა აღწერა 1935 წელს და ის ეინშტეინ–როზენის თეორიის სახელს ატარებს. დღეს მას ასევე ჭიის ხვრელს ეძახიან.

ეინშტეინიც და სხვა ფიზიკოსებიც დარწმუნებულები იყვნენ, რომ არცერთი ვარსკვლავი არ შეიძლება გადაიქცეს ესეთ საშინელ ობიექტად ბუნებრივი გზით. 1939 წელს, ეინშტეინმა სტატიაც კი გამოაქვეყნა და აჩვენა, რომ მბრუნავი აირისებრი მასა, არასოდეს გადაიქცევა მსგავს შავ ხვრელად.ამიტომ, შავი ხვრელის შიგნით მიმალული თხუნელის სოროს მიუხედავად, ის თვლიდა, რომ მსგავსი არაფერი შეიძლება არსებობდეს სამყაროში. ასტროფიზიკოსმა არტურ ელინგტონმა ერთხელ თქვა: “უნდა არსებობდეს ბუნების კანონი, რომელიც ვარსკვლავს ასე უაზროდ მოქცევის საშუალებას არ უნდა აძლევდეს”.სხვანაირად რომ ვთქვათ, შავი ხვრელი, რათქმაუნდა ეინშტეინის განტოლების კანონიერი ამოხსნაა, მაგრამ მექანიზმი, რომლის საშუალებითაც მსგავსი რამ შეიძლება ჩამოყალიბებულიყო, უცნობია.

ისტუაცია კარდინალურად შეიცვლა მას შემდეგ, რაც იმავე წელს გამოვიდა რობერტ ოპენჰაიმერის და მისი მოსწავლის ჰარტლანდ სნაიდერის წიგნი; ამ ნაშრომში, მეცნიერებმა აჩვენეს რომ შავი ხვრელეი შეიძლება წარმოიქმნან ბუნებრივი გზით. მათ ივარაუდეს, რომ მომაკვდავი ვარსკვლავი, რომელმაც პრაქტიკულად ბოლომდე გახარჯა თავისი ბირთვული საწვავი, კოლაფსირებს გრავიტაციული ძალების მოქმედების ქვეშ, ანუ თავის თავში იქცევა თავისი წონისგან. თუ გრავიტაცია შეძლებს, რომ შეკუმშოს ვარსკვლავი შემთხვევების ჰორიზონტის რადიუსზე პატარა რადიუსის მქონე ობიექტამდე, მას უკვე ხელს აღარაფერი შეუშლის, რომ ვარსკვლავი შავ ხვრელად გადააქციოს (სავსებით შესაძლებელია, რომ აქ განხილულმა კოლაფსის მექანიზმმა დახმარება გაუწია ოპენჰაიმერს ნაგასაკიშ ჩამოგდებული ბომბის შექმნაში).

შემდეგი გარღვევა მოხდა 1963 წელს, როდესაც ახალზელანდიელმა მათემატიკოსმა როი კერმა გამოიკვლია, შავი ხვრელის შეიძლება ვყელაზე რეაური ნიმუში. შეკუმშვისას, ობიექტები აჩქარებენ თავიანთ ბრუნვას _ დაახლოვებით ისევე, როგორც ფიგურისტები იწყებენ უფრო სწრაფად ტრიალს, როდესაც ხელებს ტანზე იჭერენ. შეიძლება გავაკეთოთ დასკვნა, რომ შავი ხვრელები ფანტასტიური სიჩქარეებით ბრუნავენ.

კერმა აღმოაჩინა, რომ მბრუნავი შავი ხვრელი არ გადაიქცევა წერტილოვან ობიექტად, არამედ ეს იქნება მბრუნავი რგოლი. ნებისმიერი, რომელსაც არ გაუმართლებს და ამ რგოლს შეეჩეხება, დაიღუპება, ხოლო ვისაც გაუმართლებს და რგოლის ხვრელში მოხვდება, შეძლებს მის გავლას, და გამოვა არა შავი ხვრელის მეორე მხრიდან, არამედ გაივლის ეინშტეინ–როზენის ხიფზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მბრუნავი შავი ხვრელი ესაა სარკის ფერსო, რომელშიც გადიოდა ზღაპრის გმირი ალისა.

თუ ამის შემდეგ, ადამიანი რგოლს ისევ შემოუვლის და შუაში გაძვრება, ის აღმოჩნდება კიდევ სხვა სამყაროში. საერთოდ, ყოველ შემდგომ გავლას მბრუნავ რგოლში, მოყვება გადაადგილება სხვა სამყაროში, დაახლოვებით ისე, როგორც რომ ლიფტში მუდმივად ვაჭიროთ ზევით ასვლის ღილაკს. პრინციპში, შეიძლება არსებობდეს უსასრულო რაოდენობის პარალელური სამყაროები, რომლებიც განლაგებული იქნება ერთი მეორის ზემოთ. “გაიარე ამ ჯადოსნური რგოლის შიგნით და _ ოპა! _ შენ უკვე სხვა სამყაროში ხარ, სადაც რადიუსიც და მასაც უარყოფითია!: წერდა კერი.

მაგრამ აქ ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი ხაფანგია. ასეთი ჭიის ხვრელები გადაგაადგილებენ მხოლოდ ერთი მიმართულებით, ანუ თუ გადალახავთ შემთხვევების ჰორიზონტს, უკან დაბრუნებას ვეღარ შეძლებთ იგივე გზით.

მაგრამ 1988 წელს კიპ ტორნმა და მისმა კოლეგებმა გამოთვალეს ორმხრივი თხუნელის სორო, ანუ ისეთი, რომელშიც თავისუფლად შეიძლებ ორივე მიმართულებით გავლა. ერთ–ერთი მათი ამოხსნის თანახმად, ასეთ თხუნელის სოროში გავლა თვითმფრინავით მგზავრობაზე უფრო უსაფრთხოა.

ჩვეულებრივ პირობებში მიზიდულობის ძალა ცდილობს გაჭყლიტოს და გაჭყლეტს თხუნელას სოროს “მილს” და დაღუპავს ასტრონავტებს, რომლებიც შეეცდებიან მეორე მხარეს გაღწევას. ეს საკმარისია იმისათვის, რომ მომენტალური გადაადგილება შეიძლებელი გახდეს. მაგრამ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ განზიდულობის ძალა, რომელიც ახასიათებს უარყოფით ენერგიას, ან უარყოფით ნივთიერებას, შეძლებს შეიკავოს მილი ღია მდგომარეობაში, დროის საკმარისი მონაკვეთის განმავლობაში, რათაასტრონავტებმა შეძლონ მისი გავლა. სხვანარიად რომ ვთქვათ, უარყოფითი ნივთიერება, ან უარყოფითი ენერგია აუცილებელია ალკუვიერეს ძრავისთვის და ჭიის ხვრელების გამოყენების სქემისათვის.

ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში აღმოჩენილ იქნა ეინშტეინის განტოლებების უამრავი ზუსტი ამოხსნა, რომლებიც უშვებენ თხუნელის ხვრელების არსებობას. მაგრამ არსებობენ ისინი მართლა? თუ ეს მხოლოდ მათემატიკური ფანტაზიაა? ამასთან ჭიის ხვრელებთან დაკავშირებულია რამდენიმე სერიოზული პრობლემა.

პირველ რიგში, სივრცულ–დროული დამახინჯებების შესაქმნელად, რაც აუცილებელია თხუნელის სოროებით მოგზაურობისთვის საჭირო იქნება დადბით და უარყოფითი ენერგიების კოლოსალური რაოდენობა _ უზარმაზარო ვარსკვლავი, ან შავი ხვრელი. მეთიუ ვისერის (ვაშინგტონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი) შეფასებით, 1 მეტრის დიამეტრის მქონე ჭიის ხვრელის შესაქმნელად, საჭირო უარყოფითი ენერგიის ისეთი რაოდენობა იქნება საჭირო, რომ მისი მასა მინიმუმ იუპიტერის მასას უნდა უტოლდებოდეს _ ამავდროულად, ის უარყოფითი უდნა იყოს. ვისერი ამბობს: ” ამ სამუშაოსთვის საჭირო იქნება მიახლოვებით მინუს ერთი იუპიტერის მასა, რბილად რომ ვთქვათ, ეს არაა იოლი და შვენი შესაძლებლობების ფარგლებს სცილდება”.

კიპ ტორნი კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტიდან ასე განიხილავს ამას: ” როგორც ჩანს ფიზიკის კანონები მართლა იძლევიან საშუალებას ეგზოტიკური ნივთიერების არსებობისთვის საკმარისი რაოდენობით იმისთვის, რომ ადამიანის ზომის თხუნელის სოროები სტაბილურ მდგომარეობაში შენარჩუნდეს. მაგრამ აქვე ირკვევა, რომ ჭიის ხვრელების შექმნის და სტაბილურ მდგომარეობაში შენარჩუნების ტექნოლოგია ჩვენთვის წარმოუდგენელია და ადამიანის ცივილიზაციის შესაძლებლობებს შორს სცილდება”.

მეორეც, ჩვენ არ ვიცით რამდენად სტაბილური აღმოჩნდება ეს თხუნელის სოროები. ამასტან ერთად გამოსხივება, რომლის გენერირებაც მათში მოხდება, შეიძლება მომაკვდინებელი აღმოჩნდეს ნებისმიერისთვის ვინც მასში აღმოჩნდება. ან შეიძლება ისინი ასატაბუილურები აღმოჩნდნენ და მაშინვე ჩაიკეტონ, როგორც კი რამე მოხვდება შიგნით.

მესამეც, სინათლის სხივები როდესაც შავ ხვრელში შეაღწევებ, ლურჯ გადახრას განიცდიან, რაც ნიშნავს იამს, რომ შემთხვევების ჰორიზონტისკენ გზაზე, მათი ენერგია უფრო და უფრო გაიზრდება. მეტიცთვითონ ჰორიზონტზე სინათლე თეორიულად უნდა განიცდიდეს უსასრულო
ცისფერ გადახრას და გააჩნდეთ უსასრულო ენერგია, ამიტომ, შავ ხვრელში შემავალი სინათლე შეიძლება მომაკვდინებელი აღმოჩნდეს ეკიპაჟისთვის.

მოდით განვიხილოთ ეს პრობლემები ცოტა უფრო კონკრეტულად. პირველი პრობლემა _ შევაგროვოთ და შევკრიბოთ ერთ წერტილში საკმარისი ენერგია სივრით–დროული მატერიის გასახლეჩად. ამისი უმარტივესი ვარიანტია, შევკუმშოთ ობიექტი საკუთარ შემთხვევების ჰორიზონტის დიამეტრზე პატარა რომ გახდეს ისე. მაგალითად, მზისთვის ეს ციფრი 3 კმ იქნება, რის შემდეგაც მზე უკვე თვითონ კოლაფსირებს და გადაიქცევა შავ ხვრელად. (მზის საკუთარი მიზიდულობის ძალა ძალიან სუსტია იმისთვის რომ ბუნებრივი გზით შეკუმშოს ის ამ დიამეტრამდე, ამიტომ ჩვენი მანათობელი არასოდეს გახდება შავი ხვრელი. პრინციპში ეს ნიშნავს იმას, რომ ნებისმიერი სხეული, თქვენიც კი, შეიძლება გადაიქცეს შავ ხვრელად, თუ მას საკმარისად შევკუმშავთ. ადამიანისთვის ეს აღნიშნავს იმას, რომ ყველა მისი ატომი უნდა შევკუმშოთ სუბატომურ მანძილზე უფრო მცირე ზომამდე. ამ ოპერაციის განხორციელება დღესდღეისობით შეუძლებელია)

ცოტა უფრო პრაქტიკული მიდგომა _ ავიღოთ ლაზერების ბატარეა, შევკრიბოთ სხივები და მივმართოთ მიღებული ძლიერი სხივი ერთ წერტილში. ან ავაშენოთ გიგანტური ამაჩქარებელი, ავაჩქაროთ ორი კონა, რომლებიც შემდეგ შეეჯახებიან ერთმანეთს ფანტასტიური ენერგიის გამოყოფით, რომელიც საკმარისი იქნება სივრე–დროის პატარა გახლეჩისთვის.

8 responses to “სინათლეზე სწრაფად. თხუნელას სოროები

  1. zura2 September 10, 2010 at 5:13 PM

    კარგია.
    ოღონდ “უარყოფითი ენერგია” და “უარყოფითი ნივთიერება” არასწორად გაქვს ნათარგმნი და ვერ გავიგე რომელს გულისხმობ, antimatter-ს თუ dark matter-ს. ალბათ dark matter-ს, რაკი განზიდვის ძალა უნდა გააჩნდეს

    • zorbegi September 10, 2010 at 5:18 PM

      არა, ბნელი მატერია და ენერგია მგონი კიდე სხვა რაღაცებია. იქ იმენა უარყოფითი ეწერა. ანტიმატერია იქნება.

    • zorbegi September 10, 2010 at 5:23 PM

      აი ნახე ეს აბზაცი:
      В обычных условиях сила тяжести стремится раздавить и раздавит «трубку» кротовой норы, погубив при этом астронавтов, которые попытаются в этот момент достичь другого ее конца. Этого достаточно, чтобы сделать мгновенное перемещение через кротовые норы невозможным. Но можно предположить, что сила отталкивания, присущая отрицательной энергии или отрицательному веществу, сможет удержать трубку открытой на достаточный промежуток времени, чтобы астронавты успели миновать опасную зону. Другими словами, отрицательное вещество или отрицательная энергия совершенно необходимы и для двигателя Алькубьерре, и для схемы с использованием кротовых нор.

      უარყოფითი ნივთიერება წერია და ესეიგი ანტიმატერიაზეა ლაპარაკი.

      პროსტა მე მაგ ტერმინოლოგიაში ისე ვერ ვერკვევი და პირდაპირ ვთარგმნე როგორც ჩანს…

  2. zura2 September 10, 2010 at 8:26 PM

    რავი არა მგონია
    ანტინივთიერება არის ანტიპროტონებისა და ანტინეიტრონებით შედგენილი ბირთვის გარშემო მბრუნავი პოზიტრონებით აწყობილი ატომებით შედგენილი ნივთიერება. რომელსაც ჩვეულებრივი გრავიტაცია გააჩნია.
    ბნელი ენერგია და ბნელი ნივთიერება კი ის რაღაცაა, რაც მეცნიერებმა შემოიღეს გრავიტაციის საწინააღმდეგოდ, რადგანაც გრავიტაცია ვერ ახერხებს სამყაროს შეკუმშვას და პირიქით, სამყარო ფართოვდება, ამის მიზეზად ბნელი ენერგია და ბნელი მატერია დაასახელეს, რომელსაც განზიდვის ძალა აქვს გრავიტაციის სანაცვლოდ.
    შეიძლება ტექსტის ავტორსაც აერია ერთმანეთში

    • zorbegi September 10, 2010 at 10:05 PM

      ვიცი ბნელი ნივთიერება და ბნელი მატერია რაცაა ეს ანტიენერგია და ანტიმატერია არ ვიცოდი.

      შეიძლება მართლა შეცდომა იყოს ავტორის.

      მარა დავტოვებ ესე როგორცაა…

  3. dj-guro September 18, 2010 at 1:54 AM

    მაგარი საინტერესო იყო, დაიდოს ასეთი რამეები.🙂

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / შეცვლა )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / შეცვლა )

Connecting to %s

%d bloggers like this: