21 ноември 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Физик описа как може да изглежда една червейна дупка

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 18 октомври 2018 в 13:3638540
Руски физик демонстрира как може да опише формата на всякаква симетрична червейна дупка, която теоретично може да бъде вид портал между две точки в пространството и времето. Кредит: Federico.ciccarese/Wikimedia Commons/Allen Dressen

Руски физик демонстрира как на базата на това, което знаем за светлината и космоса, може да се опише формата на всяка симетрична червейна дупка, която теоретично може да бъде своеобразен портал между две точки в пространството и времето, съобщава phys.org.

Изследването би помогнало да се разбере физиката на червейните дупки и по-добре да се идентифицират техните физически характеристики.

Статията е публикувана в списание Physics Letters B.

Съвременните концепции за Вселената подкрепят съществуването на червейните дупки - необичайно изкривяване на пространството и времето. Физиците си представят червйната дупка като черна дупка, през която може да се види една далечна точка на Вселената в четири измерения. Астрофизиците все още не могат да определят точно формата и размерите на черните дупки, да не говорим за хипотетичните червейни дупки.

Един физик от РУДН сега демонстрира, че формата на една червейна дупка може да бъде изчислена въз основа на наблюдаемите физически характеристики.

На практика физиците могат да наблюдават само косвените свойства на червейните дупки, като например червеното отместване - спад в честотата на гравитационните вълни, докато обектът се отдалечава.

Роман Конопля, изследовател от Института по гравитация и космология на РУДН, авторът на статията, използва квантови механични и геометрични предположения и показа, че формата и масата на дупката могат да бъдат изчислени въз основа на стойността на червеното отместване и диапазона на гравитационните вълни при високи честоти.

"Ще покажем как да се възстанови функцията на формата на сферично симетрична проходима Лоренцова червейна дупка близо до гърлото й, ако знаем високочестотните квазинормални модове на червейната дупка - пише Конопля.

Да се опитаме да разберем какво означава това

Според Общата теория на относителността на Айнщайн и уравненията на Максуел, описващи електромагнитните вълни, които ни дават информация за скоростта на светлината, пространството и времето се държат така, сякаш имат една и съща физическа природа.

Но следвайки прогнозите на Общата теория на относителността естествено се стига до заключението, че "пространство- времето" може да се свие в точка с безкрайна плътност - черните дупки.

През 1916 австрийският физик Лудвиг Флам, докато разглежда решението на Карл Шварцшилд за полевите уравнения на Айнщайн, което описва определена форма на черна дупка, известна като Шварцшилдова черна дупка , забелязва, че е възможно и друго решение, което описва феномен, който по-късно стана известен като "бяла дупка". Бялата дупка е теоретично противоположна на черната дупка и ако черната дупка поглъща всякаа материя, която пресича хоризонта на събитията, то белите дупки действат като извор, който изхвърля материя от хоризонта на събитията. Някои физици дори предполагат, че има бяла дупка "от другата страна" на всички черни дупки, в които цялата материя от черната дупка се пуска в някаква алтернативна вселена и дори това, което смятаме за Големия взрив всъщност е резултат от такъв феномен.

Флам също така забелязва, че двете решения, описващи двете различни области на пространство-времето, биха могли да бъдат свързани математически с един вид пространствено-времеви тунел и че на теория "входът" на черната дупка и "изходът" на бялата дупка да бъдат в съвсем различни части на нашата вселена или дори в различни вселени! Айнщайн  изследва тези идеи през 1935 г., заедно с Нейтън Розен и двамата стигат до решение, известно като мост на Айнщайн-Розен, а също и като на Лоренцов тунел или Шварцшилдов тунел).

Това са червейните дупки

Червейната дупка на Мирис-Торн (Morris-Thorne) е едно от най-простите, нетривални решения на Айнщайновата Обща теория на относителността. Схемата показва какво ще види един наблюдател, пътуващ през пространство-времето на червейната дупка. Thomas Müller, Haus der Astronomie/MPIA

Най-вероятните кандидати за такива тунели биха били малки черни дупки, които се появяват и изчезват. Да се поддържа  отворена такава дупка достатъчно дълго, за да може нещо да мине през нея, ще изисква ,много енергия и в момента тази задача е непосилна.

Нещо повече, ние все още не знаем как ще се държи пространство-времето отвъд тази точка. Това означава, че всъщност не знаем как ще се променят неща като масата или разстоянието, докато се движим към средата на черната дупка или надолу по гърлото на червейната дупка.

Роман Конопля смята, че ключът към разбирането на формата на тунела, съединяващ черните и белите дупки е в начина, по който енергията се разсейва като вълни през пространството.

В резултат на неотдавнашните наблюдения на гравитационните вълни, разпространяващи се в пространството след сблъсъци на черни дупки и неутронни звезди, учените разбраха как енергията може да се пренася от изкривявания в пространство-времето.

Затихващите вълни на енергия са описани във физиката като квазинормални модове. Започвайки с конкретен клас предположения за симетрията на червейните дупки, Конопля смята, че можем да разберем повече за червейните дупки, след като установим стойностите на високочестотните квазинормални модове, които може да излизат от гърлото на тунела.

Въз основа на това той използва квантовата механика, за да определи как светлинните вълни могат да се разтягат в изкривяването на електромагнитните полета, заобикалящи черната дупка на границата им, за да получи представа за формата на червейната дупка.

Концепцията не е съвършена, не на последно място, защото разчита на куп предположения, но и защото отговорите, които дава, не са окончателни.

"В общи линии, квантово механичният подход води до много решения за геометрията на една червейна дупка. Нашата работа може да бъде разширена по няколко начина. На първо място, за да се избегнат дългите формули, ние разглеждаме само електромагнитните полета. В нашата бъдеща работа можем да изследваме други полета със същия подход. Нашите резултати могат да се прилагат и за въртящи се червейни дупки, при условие че са достатъчно симетрични", коментира Конопля за ЕurekАlert.

Работата на физика е солидна основа за старт на нови изследвания, в които да бъдат взети предвид други квантови полета, което ни дава още един начин да ги открием.

С напредъка в изследванията за гравитационните вълни е възможно неуловимите засега тунели през пространство-времето един ден да станат реалност, както и черните дупки като реалност. 


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Физика
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.