Ulduzlar kainatı bir çox sirlərlə doludur. Eynşteynin yaratdığı ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə (GR) görə, biz dördölçülü məkan-zamanda yaşayırıq. O, əyridir və hamımıza tanış olan cazibə qüvvəsi bu xüsusiyyətin təzahürüdür. Maddə əyilir, öz ətrafındakı məkanı "əyirlər" və nə qədər çox olsa, bir o qədər sıxdır. Məkan, məkan və zaman çox maraqlı mövzulardır. Bu məqaləni oxuduqdan sonra siz onlar haqqında yeni bir şey öyrənəcəksiniz.
Əyrilik ideyası
Bu gün yüzlərlə olan cazibə nəzəriyyələrinin bir çoxu ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən təfərrüatlarına görə fərqlənir. Bununla belə, bütün bu astronomik fərziyyələr əsas şeyi - əyrilik ideyasını saxlayır. Kosmos əyridirsə, o zaman güman edə bilərik ki, o, məsələn, bir çox işıq ili ilə ayrılan sahələri birləşdirən boru şəklini ala bilər. Və bəlkə də bir-birindən uzaq dövrlər. Axı biz kosmosu nəzərə alsaq, bizə tanış olan kosmosdan deyil, kosmos-zamandan danışırıq. İçində bir deşikyalnız müəyyən şərtlərdə görünür. Sizi soxulcan dəlikləri kimi maraqlı hadisəyə daha yaxından baxmağa dəvət edirik.
Soxulcan dəlikləri haqqında ilk fikirlər
Dərin kosmos və onun sirləri sizi çağırır. Əyrilik haqqında fikirlər GR nəşr edildikdən dərhal sonra ortaya çıxdı. Avstriyalı fizik L. Flamm artıq 1916-cı ildə demişdi ki, fəza həndəsəsi iki dünyanı birləşdirən bir növ dəlik şəklində mövcud ola bilər. Riyaziyyatçı N. Rozen və A. Eynşteyn 1935-ci ildə qravitasiya sahələri yaradan təcrid olunmuş elektrik yüklü və ya neytral mənbələri təsvir edən ümumi nisbi nəzəriyyə çərçivəsində tənliklərin ən sadə həllərinin fəza “körpü” strukturuna malik olduğunu qeyd etdilər. Yəni, onlar iki kainatı, iki demək olar ki, düz və eyni məkan-zamanı birləşdirir.
Daha sonra bu məkan strukturları "qurd dəlikləri" kimi tanındı, bu, ingiliscə soxulcan dəliyi sözünün kifayət qədər boş tərcüməsidir. Onun daha yaxından tərcüməsi “qurd dəliyi”dir (kosmosda). Rosen və Eynşteyn hətta onların köməyi ilə elementar hissəcikləri təsvir etmək üçün bu “körpülərdən” istifadə oluna biləcəyini belə istisna etmirdilər. Həqiqətən də, bu halda hissəcik sırf məkan formalaşmasıdır. Buna görə də, yük mənbəyini və ya kütləni xüsusi olaraq modelləşdirməyə ehtiyac yoxdur. Uzaqdan kənar müşahidəçi isə, əgər soxulcan dəliyinin mikroskopik ölçüləri varsa, bu boşluqlardan birində olanda yalnız yük və kütləsi olan nöqtə mənbəyini görür.
Einstein-Rosen "Körpüləri"
Elektrik güc xətləri bir tərəfdən yuvaya daxil olur, digər tərəfdən isə heç bir yerdə bitmədən və başlamadan çıxır. Amerikalı fizik J. Wheeler bu münasibətlə "yüksüz yük" və "kütləsiz kütlə" əldə edildiyini söylədi. Bu halda körpünün iki fərqli kainatı birləşdirməyə xidmət etdiyini düşünmək qətiyyən lazım deyil. Bir qurd dəliyinin hər iki "ağızının" eyni kainata, lakin müxtəlif vaxtlarda və müxtəlif nöqtələrdə çıxması ehtimalı daha az uyğun olardı. Demək olar ki, düz bir tanış dünyaya tikilirsə, içi boş bir "qulp" kimi bir şey çıxır. Mənfi yük (məsələn, elektron deyək) kimi başa düşülə bilən qüvvə xətləri ağıza daxil olur. Onların çıxdıqları ağız müsbət yükə (pozitron) malikdir. Kütlələrə gəlincə, onlar hər iki tərəfdə eyni olacaqlar.
Eynşteyn-Rozen "körpülərinin" əmələ gəlməsi şərtləri
Bu şəkil, bütün cəlbediciliyinə baxmayaraq, bir çox səbəblərə görə hissəciklər fizikasında yer qazanmamışdır. Mikro aləmdə əvəzolunmaz olan Eynşteyn-Rozen “körpülərinə” kvant xassələri aid etmək asan deyil. Belə bir "körpü" hissəciklərin (protonlar və ya elektronlar) yüklərinin və kütlələrinin məlum dəyərləri üçün ümumiyyətlə yaranmır. Bunun əvəzinə "elektrik" həll "çılpaq" təkliyi, yəni elektrik sahəsinin və fəzanın əyriliyinin sonsuz olduğu bir nöqtəni proqnozlaşdırır. Belə nöqtələrdə anlayışsonsuz sayda hədləri olan tənlikləri həll etmək qeyri-mümkün olduğu üçün əyrilik vəziyyətində belə məkan-zaman öz mənasını itirir.
GR nə vaxt uğursuz olur?
Öz-özlüyündə, OTO tam olaraq nə vaxt işləməyini bildirir. Boyunda, "körpünün" ən dar yerində, əlaqənin hamarlığının pozulması var. Və demək lazımdır ki, bu, olduqca qeyri-trivialdır. Uzaq müşahidəçinin mövqeyindən zaman bu boyunda dayanır. Rosen və Eynşteynin boğaz olduğunu düşündüyü şey indi qara dəliyin (istər yüklü, istərsə də neytral) hadisə üfüqü kimi müəyyən edilir. “Körpünün” müxtəlif tərəflərindən gələn şüalar və ya hissəciklər üfüqün müxtəlif “bölmələrinə” düşür. Və onun sol və sağ hissələri arasında, nisbətən desək, statik olmayan bir sahə var. Ərazidən keçmək üçün onu keçməmək mümkün deyil.
Qara dəlikdən keçə bilməmək
Nisbətən böyük bir qara dəliyin üfüqünə yaxınlaşan bir kosmik gəmi, sanki əbədi olaraq donur. Ondan gələn siqnallar getdikcə daha az çatır… Əksinə, gəminin saatına görə üfüq məhdud bir zamanda çatır. Gəmi (işıq şüası və ya zərrəcik) onun yanından keçəndə, o, tezliklə təkliyə qaçacaq. Burada əyrilik sonsuz olur. Təklikdə (hələ də ona gedən yolda) uzadılmış gövdə qaçılmaz olaraq cırılıb əziləcək. Bu, qara dəliyin necə işlədiyinə dair reallıqdır.
Əlavə tədqiqat
1916-17-ci illərdə. Reisner-Nordström və Schwarzschild həlləri alındı. Onlardasimmetrik elektrik yüklü və neytral qara dəlikləri sferik şəkildə təsvir edir. Bununla belə, fiziklər bu fəzaların mürəkkəb həndəsəsini yalnız 1950-60-cı illərin sonunda tam başa düşə bildilər. Məhz o zaman cazibə nəzəriyyəsi və nüvə fizikası sahəsində işləri ilə tanınan D. A. Uiler “qurd dəliyi” və “qara dəlik” terminlərini təklif etdi. Məlum oldu ki, Reisner-Nordström və Schwarzschild fəzalarında həqiqətən də kosmosda qurd dəlikləri var. Onlar qara dəliklər kimi uzaq bir müşahidəçi üçün tamamilə görünməzdirlər. Və onlar kimi kosmosdakı soxulcan dəlikləri əbədidir. Amma səyyah üfüqdən kənara nüfuz edərsə, onlar o qədər tez çökərlər ki, onların arasından nə işıq şüası, nə də böyük zərrəciklər, hətta gəmi belə uça bilməz. Təklikdən yan keçərək başqa bir ağıza uçmaq üçün işıqdan daha sürətli hərəkət etməlisiniz. Hazırda fiziklər enerji və maddənin fövqəlnova sürətlərinin əsas etibarilə qeyri-mümkün olduğuna inanırlar.
Schwarzschild və Reisner-Nordströmün qara dəlikləri
Şvartsşild qara dəliyi keçilməz soxulcan dəliyi sayıla bilər. Reisner-Nordström qara dəliyinə gəlincə, o, bir qədər mürəkkəbdir, həm də keçilməzdir. Yenə də kosmosda keçilə bilən dördölçülü qurd dəliklərini tapmaq və təsvir etmək o qədər də çətin deyil. Sadəcə sizə lazım olan metrik növünü seçməlisiniz. Metrik tensor və ya metrik, hadisə nöqtələri arasında mövcud olan dördölçülü intervalları hesablamaq üçün istifadə edilə bilən dəyərlər toplusudur. Bu dəyərlər dəsti həm cazibə sahəsini, həm də qravitasiya sahəsini tam xarakterizə edirməkan-zaman həndəsəsi. Kosmosda həndəsi olaraq keçə bilən qurd dəlikləri qara dəliklərdən daha sadədir. Onların zaman keçdikcə kataklizmlərə aparan üfüqləri yoxdur. Fərqli nöqtələrdə zaman fərqli sürətlə gedə bilər, lakin o, dayanmamalı və ya sonsuz sürətlənməməlidir.
İki xətt qurd dəliyi araşdırması
Təbiət qurd dəliklərinin yaranmasına maneə qoyub. Halbuki insan elə qurulub ki, bir maneə varsa, onu aşmaq istəyənlər həmişə olacaq. Alimlər də istisna deyil. Soxulcan dəliklərinin tədqiqi ilə məşğul olan nəzəriyyəçilərin əsərlərini şərti olaraq bir-birini tamamlayan iki sahəyə bölmək olar. Birincisi, qurd dəliklərinin mövcud olduğunu əvvəlcədən fərz edərək, onların nəticələrinin nəzərdən keçirilməsi ilə məşğul olur. İkinci istiqamətin nümayəndələri nədən və necə görünə biləcəyini, onların baş verməsi üçün hansı şərtlərin zəruri olduğunu anlamağa çalışırlar. Bu istiqamətdə birincidən daha çox əsər var və bəlkə də daha maraqlıdır. Bu sahəyə qurd dəliklərinin modellərinin axtarışı, həmçinin onların xassələrinin öyrənilməsi daxildir.
Rus fiziklərinin nailiyyətləri
Məlum olduğu kimi, soxulcan dəliklərinin qurulması üçün material olan maddənin xassələri kvant sahələrinin vakuumunun qütbləşməsi sayəsində reallaşa bilər. Bu yaxınlarda rus fizikləri Sergey Suşkov və Arkadi Popov ispan tədqiqatçı David Hochberg və Sergey Krasnikov ilə birlikdə bu qənaətə gəliblər. Bu vəziyyətdə vakuum deyilboşluq. Bu, ən aşağı enerji ilə xarakterizə olunan kvant vəziyyətidir, yəni həqiqi hissəciklərin olmadığı bir sahədir. Bu sahədə "virtual" hissəciklərin cütləri daim görünür, cihazlar tərəfindən aşkar edilməzdən əvvəl yox olur, lakin enerji tensoru, yəni qeyri-adi xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunan bir impuls şəklində izlərini buraxır. Maddənin kvant xassələrinin əsasən mikrokosmosda təzahür etməsinə baxmayaraq, onların yaratdığı qurd dəlikləri müəyyən şərtlər altında əhəmiyyətli ölçülərə çata bilir. Krasnikovun məqalələrindən biri, yeri gəlmişkən, "Soxulcan dəlikləri təhlükəsi" adlanır.
Fəlsəfə sualı
Əgər nə vaxtsa soxulcan dəlikləri tikilsə və ya kəşf edilərsə, elmin təfsiri ilə məşğul olan fəlsəfə sahəsi yeni və deməliyəm ki, çox çətin problemlərlə üzləşəcək. Zaman döngələrinin bütün görünən absurdluğuna və səbəbiyyətin çətin problemlərinə baxmayaraq, bu elm sahəsi yəqin ki, nə vaxtsa bunu anlayacaq. Eynşteynin yaratdığı kvant mexanikası və nisbilik nəzəriyyəsi problemləri ilə məşğul olduqları kimi. Məkan, məkan və zaman - bütün bu suallar hər yaşda olan insanları maraqlandırır və görünür, bizi həmişə maraqlandıracaqdır. Onları tam tanımaq demək olar ki, mümkün deyil. Kosmosun tədqiqi çətin ki, tamamlansın.
