Кротовые Норы и Звезды | Путешествие по Бескрайним просторам Вселенной на Корабле Будущего
Червоточины – это своеобразные туннели, ведущие из одной области пространства-времени в другую. Их существование допускается современной физикой, но подобные объекты ещё не обнаружены.
И в апреле 2019 года на свет вышла статья, в которой Гарвардские физики говорят о том, что туннели в пространстве-времени, соединяющие два отдаленных места во вселенной, вполне могут существовать. Но вряд ли они пригодны для быстрых перемещений.
Дело в том, что, по современным представлениям, для поддержания червоточины нужна экзотическая материя, обладающая отрицательной энергией.
Дэниел Джафферис из Гарвардского университета вместе с коллегами построил теоретическую модель кротовой норы, для существования которой не требуется столь необычных субстанций.
Но стоит отметить, что быстрые путешествия через эти туннели невозможны, путь через такую червоточину займет больше времени, чем если бы мы двигались по прямой, безо всяких ухищрений.
Впрочем, физики и не стремились изобрести межзвёздный транспорт.
Реальный смысл этой работы связан с информационной проблемой чёрной дыры и связями между гравитацией и квантовой механикой……..
Группа международных исследователей обнаружила звезду, которая не должна существовать. Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
Внутри гало нашей галактики Млечный Путь астрономы обнаружили крошечную, древнюю звезду J0023+0307. Позднее сало известно, что звезда обладает высоким содержанием лития. Сам по себе этот факт не является чем-то необычным для старых звезд, однако, как считают исследователи, объект J0023 + 0307 сформировался в первые 300 миллионов лет после Большого взрыва, то есть сразу после того, как начало умирать самое первое поколение звезд. И вот тут начинается самое интересное.
Данная звезда является одной из первых звезд во вселенной. Она самая древняя звезда во вселенной, то есть самая старая звезда во вселенной. Такие объекты являются древнейшими объектами во вселенной. И так образовались первые звезды во вселенной.
Звезда Табби или же KIC 8462852 была открыта еще в 2011 году, и расположена на удалении 1480 световых лет от нашего светила.
В 2015 году вышла интересная статья, где астрофизики из Йельского университета обратили внимание на странное поведение звезды. Ее светимость резко падала.
Регистрация таких изменений проводилась космической обсерваторией Kepler, в рамках программы поиска экзопланет.
Казалось бы, что тут необычного, но стоит отметить, что в этом случае снижение яркости звезды повторяется через определенные промежутки времени, но в случае с звездой Табби явление происходило через разные временные промежутки, а светимость звезды могла падать на целых 22%.
И вот тут-то и появились первые гипотезы, связывающие данное явление с деятельностью инопланетной цивилизацией.
Источники:
Червоточины:
Статья с инструкцией по созданию стабильной кротовой норы: https://arxiv.org/abs/1908.03273
Информация о существовании туннелей в пространстве и времени: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415090853.h...
Статья о количестве информации проходимой через кротовую нору: https://arxiv.org/abs/1906.10715
Доп. инфа:
https://www.livescience.com/building-a-wormhole-with-cosmic-...
https://hi-news.ru/space/kak-postroit-kosmicheskuyu-chervoto...
https://hightech.plus/2019/04/16/fiziki-dokazali-teoretiches...
Эта звезда не должна существовать:
1) статья : https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaadb8
2) другие источники:
https://phys.org/news/2018-02-astronomers-mega-metal-poor-dw...
Звезда Табби:
Статьи:
1. https://arxiv.org/pdf/1509.03622v1.pdf
2. https://arxiv.org/abs/1601.07314
3. https://academic.oup.com/mnras/article/485/2/2681/5362657
4. https://academic.oup.com/mnras/advance-article/doi/10.1093/m...
Доп. источники:
1. https://science.fas.columbia.edu/news/tabbys-star-exomoons-s...
2. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/cu-noh091619...
3. https://hi-news.ru/research-development/tajna-zvezdy-tabbi-n...
4. https://www.popmech.ru/science/news-507452-predlozheno-novoe...
Когда появились первые Звезды во Вселенной? Червоточина в центре Млечного Пути?
13 ноября японский зонд Хаябуса-2 получит команду покинуть астероид Рюгу и направится к Земле. Ожидается, что на Землю зонд Хаябуса-2 прибудет в конце 2020 года.
Космический аппарат должен сбросить образцы в пустыне Южной Австралии, поэтому сейчас японское агентство JAXA ведет переговоры с австралийским правительством.
Ну а мы сегодня разберем еще несколько новостей, а именно:
космический телескоп хаббл обнаружил 12 клонов древней галактики, когда сформировались первые звезды во вселенной, астрономам удалось запечатлеть на видео движение далекой экзопланеты, как обнаружить червоточины, Российские астрофизики обнаружили нейтронную звезду с очень необычной структурой магнитного поля
1 новость:
Астрономы при помощи космического телескопа Hubble («Хаббл») наблюдали галактику, расположенную в далекой части Вселенной, свет от которой шел к Земле примерно 11 миллиардов лет. И природа предоставила нам инструмент известное как гравитационное линзирование для наблюдений: если далекий источник и массивный объект, такой как скопление галактик, идеально выровнены вдоль линии обзора, природная линза растягивает и увеличивает его изображение в несколько раз и, зачастую, создает «копии».
12 изображений галактик, распределены вдоль четырех наиболее крупных дуг.
Источники: https://science.sciencemag.org/content/366/6466/738
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-captures-a-...
https://www.popmech.ru/science/521374-habbl-poluchil-udivite...
2 новость:
В очень ранней Вселенной не было большого разнообразия в химическом составе.
Команда исследователей из Института астрономии им. Макса Планка обнаружили газовое облако, которое находится на расстоянии примерно 13 миллиардов световых лет от нас. Следовательно, сейчас мы можем наблюдать этот объект всего через 850 миллионов лет после Большого взрыва.
И новый объект который они в этом облаке наблюдали оказался квазаром.
И оказалось, что квазар P183+05 содержит слишком мало металла для звезды первого поколения. Спектры этого светила были похожи по элементному составу на более молодые звезды, образовавшиеся после взрыва сверхновой типа Ia.
Полученные данные подразумевают, что образование первых звезд в этом газовом облаке должно было начаться намного раньше, чем считали ученые.
Это новое открытие сдвигает шкалу возраста первых звезд назад, но, чтобы подтвердить правильность сделанных учеными выводов, нужны продолжить наблюдения подобных системы.
Источники: https://arxiv.org/abs/1903.06186
https://phys.org/news/2019-11-ancient-gas-cloud-stars-quickl...
https://in-space.ru/dalekij-kvazar-rasskazal-o-pervyh-zvezda...
3 новость:
Используя инструмент «Gemini Planet Imager», установленный на 8-метровом телескопе «Gemini South Telescope» в Чили, астрономы в течение четырех лет напрямую наблюдали экзопланету 51 Eridani b, расположенная от нас на расстоянии 97 световых лет.
В итоге накопленные данные за время наблюдения позволили им составить анимацию движения этого внесолнечного мира вокруг своей звезды.
Источники: http://spaceref.com/extrasolar-planets/exoplanet-51-eridani-...
https://arxiv.org/pdf/1910.10169.pdf
4 новость:
Ученые описывают метод обнаружения червоточин, формирующих проход в пространстве-времени. Физики предположили, что возмущения на орбите звезд вблизи сверхмассивных черных дыр могут быть использованы для обнаружения червоточин.
Общая теория относительности Эйнштейна позволяет вычислить условия, необходимые для существования червоточины.
Одно из условий — высокое гравитационное притяжение — таких, как черные дыры.
Отличным кандидатом на эту роль подходит черная дыра в центре нашей галактики и вращающая вокруг черной дыры звезда S2.
Источники:
https://www.space.com/how-detect-wormholes-supermassive-blac...
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191023135913.h...
5 новость:
Астрофизики из Института космических исследований РАН, МФТИ и Пулковской обсерватории РАН обнаружили систему с необычной нейтронной звездой, чье магнитное поле регистрируется только в тот момент, когда звезда поворачивается к наблюдателю определенным образом.
Весной 2019 года смогли «поймать» момент зарождения новой вспышки от GRO J2058+42 и в дальнейшем провели серию наблюдений через космическую рентгеновскую обсерваторию NuSTAR (НАСА).
Уникальность сделанного российскими учеными открытия состоит в том, что спектральная особенность проявляет себя только тогда, когда нейтронная звезда повернута к наблюдателю определённым образом.
То есть в определенный момент, только в определенном месте образуется магнитное поле крайне высокой напряженности.
Источники: https://arxiv.org/pdf/1909.09159.pdf
Что такое Червоточина? Исследования по созданию Кротовых нор
Еще в фильме Интерстеллар в самом начале говорится о кротовых норах, будто люди будущего, чтоб спасти Землю, создали кротовую нору рядом с сатурном. А с помощью кротовых нор, то есть червоточин, можно перемещаться по различным местам вселенной, однако это лишь гипотеза.
И недавно вышла статья где ученые дают инструкцию по созданию червоточины, то есть кротовой норы.
Червоточины – это своеобразные туннели, ведущие из одной области пространства-времени в другую. Их существование допускается современной физикой, но подобные объекты ещё не обнаружены.
Самым первым мечтателем, а заодно и создателем идеи построить мост из одной точки Вселенной в другую, стал американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер. Именно Уилер придумал такое понятие, как «кротовая нора», которое со временем перешло во все языки мира.
И в апреле 2019 года на свет вышла статья, в которой Гарвардские физики говорят о том, что туннели в пространстве-времени, соединяющие два отдаленных места во вселенной, вполне могут существовать. Но вряд ли они пригодны для быстрых перемещений.
Дело в том, что, по современным представлениям, для поддержания червоточины нужна экзотическая материя, обладающая отрицательной энергией.
Дэниел Джафферис (Daniel Jafferis) из Гарвардского университета вместе с коллегами построил теоретическую модель кротовой норы, для существования которой не требуется столь необычных субстанций. Входом и выходом червоточины, по мысли авторов, являются две чёрные дыры, находящиеся в состоянии квантовой запутанности друг с другом.
Но стоит отметить, что быстрые путешествия через эти туннели невозможны, путь через такую червоточину займет больше времени, чем если бы мы двигались по прямой, безо всяких ухищрений.
Впрочем, физики и не стремились изобрести межзвёздный транспорт.
Реальный смысл этой работы связан с информационной проблемой чёрной дыры и связями между гравитацией и квантовой механикой
Отметим, что науке пока не удалось согласовать между собой две крупнейшие физические теории XX века: общую теорию относительности (ОТО) и квантовую механику. Каждая из них проверена и успешно работает "в своём огороде".
ОТО занимается пространством, временем и гравитацией, а квантовая физика – поведением вещества в атомных и ещё меньших масштабах. Однако попытки применить две эти теории к одному и тому же объекту приводят к противоречивым результатам.
И так, раз уж мы затронули тему черных дыр, давайте разберем, какое отношение имеет червоточина к черной дыре.
Предположения о том, что черные дыры могут быть порталом в другие вселенные не ново. Об этом говорил британский физик-теоретик Стивен Хокинг, известный благодаря исследованию черных дыр. Предполагается, что при определенных обстоятельствах мы можем отправить сообщение через теоретически существующую червоточину, которая соединяет между собой черные дыры в разных вселенных.
Отметим, что Общая теория относительности (ОТО) допускает существование таких туннелей.
Однако, для того, чтобы червоточина являлась проходимой, нужны определенные условия.
Обязательным условием является то, что пространство-время должны иметь отрицательную кривизну. Кривизна пространства-времени это физическое явление, возникающее из-за расхождения или сближения траекторий свободно падающих тел. искривление пространства может быть положительным и отрицательным.
Благодаря предыдущим исследованиям, ученые узнали, что теоретическая передача информации через червоточины аналогична квантовой телепортации. Квантовая телепортация представляет собой способность передать свойства одной частицы другой.
Однако, в случае с кротовыми норами существуют ограничения в объемах передаваемой информации.
в июне 2019 года учеными из ЮАР была опубликована статья, в которой говорится о том, что через гипотетическую кротовую нору можно передать информацию, но очень маленькое количество, и то, в дальнейшем последствия будут разрушительными.
Обычно, если информация попадает в черную дыру, она достигает точки сингулярности и уже никогда не возвращается обратно. Но если одна черная дыра соединена с другой так называемой кротовой норой, и траектория сообщения выбрана правильно, информация, в теории, может войти с одной стороны и выйти с другой.
Физики из Ведущего университета Южной Африки использовали для изучения кротовых нор геометрию пространства-времени, описанную Эйнштейном в общей теории относительности. для упрощения Вычисления были сделаны для двумерной Вселенной, но будут верны и для трехмерной, как наша.
Результаты показали, что количество информации, которое можно передать через кротовую нору, составляет не более одного-двух квантовых битов. Для примера в квантовом компьютере наименьшей единицей информации является кубит, таким образом, вместо битов используются кубиты.
Также ученые отметили, что отправка сообщения изменит сами черные дыры: дыра-отправитель увеличится в массе, а дыра-получатель будет уменьшаться с каждым пакетом информации на 30%, пока не исчезнет совсем. Каждое последующее письмо будет меньше предыдущего.
А теперь вернемся к статье, о которой шла речь в самом начале.
Как мы узнали, проблемой червоточин является их экстремальная нестабильность.
Однако ученые нашли способ создания практически стабильной червоточины, которая схлопывается достаточно медленно, для того чтобы можно было успеть отправить через нее информацию или даже какой-нибудь предмет. Нам нужно будет несколько черных дыр и бесконечно длинные космические струны.
Для начала нужна сама червоточина, у которой должен быть вход и выход. Их функцию могут выполнять заряженные черные дыры. В таких дырах сингулярность черной дыры растягивается и искривляется, создавая проход к черной дыре с противоположным зарядом. Так появляется кротовая нора.
Однако, есть две проблемы: во-первых, эта червоточина все еще нестабильна. Во-вторых, две черные дыры с противоположным зарядом притянутся друг к другу из-за действия гравитационных и электрических сил и получится одна большая нейтрально заряженная и совершенно бесполезная черная дыра.
Потенциальное решение — космические струны, гипотетический реликтовый объект, напоминающий трещины в толще льда, только в нашем случае в пространстве и времени.
Если продеть струну в червоточину и протянуть концы в обе стороны до бесконечности, то натяжение в струне удержит две заряженные черные дыры от сближения.
Остается еще проблема нестабильности, чтобы ее решить, нужна еще одна струна, которую необходимо зациклить через обычное пространство между дырами. Космические струны замыкаются и начинают очень сильно вибрировать, создавая отрицательную массу внутри червоточины, тем самым, стабилизируя ее.
В статье команда физиков-теоретиков подробно описала каждый шаг этого плана. Конечно, у него есть и свои минусы. В частности, вибрации космических струн, которые делают червоточину стабильной, постепенно забирают энергию, а значит и массу струны, делая ее все тоньше и тоньше.
Но это лишь гипотеза, теоретическая математическая модель и не более.
Друзья, мы уже знаем, что будет очень много комментариев по поводу того, что это просто слова, теория без доказательств.
Действительно, это теория, которую в данный момент времени никто не может доказать, но это не говорит о том, что ей нет места в научном мире.
Мы лишь хотим просветить вас и рассказать об интересных исследованиях, которые проводили различные ученые.
Источники:
Статья с инструкцией по созданию стабильной кротовой норы: https://arxiv.org/abs/1908.03273
Информация о существовании туннелей в пространстве и времени: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415090853.h...
Статья о количестве информации проходимой через кротовую нору: https://arxiv.org/abs/1906.10715
Доп. инфа:
https://www.livescience.com/building-a-wormhole-with-cosmic-...
https://hi-news.ru/space/kak-postroit-kosmicheskuyu-chervoto...
https://hightech.plus/2019/04/16/fiziki-dokazali-teoretiches...
Путешествие сквозь черную дыру возможно — но займет больше времени, чем в обычном космосе
Из Гарвардского университета пришли две взаимосвязанных новости. Физик Дэниел Джафферис при помощи новых расчетов сумел обосновать существование в реальной Вселенной «червоточин» – гипотетических коротких путей через складки пространства-времени. И сразу же пришел к выводу, что они непригодны для путешествий.
«С позиции внешнего наблюдателя движение через червоточину будет эквивалентно квантовой телепортации с использованием пары спутанных черных дыр», разъясняет Джафферис. Он взял за основу концепцию «моста Эйнштейна-Розена», но использовал для анализа современные инструменты для вычисления квантовых эффектов. И сумел смоделировать ситуацию, при которой «непроходимая» изначально червоточина стала проходимой. По крайней мере, частично.
Расчеты Джаффериса показали, что при определенных условиях можно получить из черной дыры информацию, передав ее при помощи света. Это не равносильно путешествию через пару связанных черных дыр, которые и создают червоточину, но открывает новые направления для изучения связей между квантовой механикой, гравитацией и еще неизведанными областями физики.
Один вывод можно сделать уже сейчас – путь через такое образование в пространстве-времени будет и тяжелым, и долгим. Настолько, что даже экономически выгоднее не конструировать некую защищенную капсулу для нырка в черную дыру, а просто запустить караван звездолетов, которые будут добираться до цели с досветовой скоростью. Есть большая вероятность, что они прибудут на место гораздо быстрее, чем корабль, который отправится через «кротовую нору».
Ученые отвергли возможность перемещений через червоточины
Новые исследования теоретической модели червоточины привели физиков-теоретиков к выводу о том, что кротовые норы крайне нестабильны для перехода по ним из одной точки пространства в другую.
Ученый из РУДН и его коллеги из Бразилии поставили под сомнение концепцию использования стабильных червоточин в качестве порталов для перехода в разные точки пространства-времени. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.
Червоточины (или кротовые норы) — популярная тема в научной фантастике. Это своего рода тоннель, соединяющий две отдаленные друг от друга точки в пространстве — или даже две вселенные — посредством искривления пространства-времени. Теоретически по такому тоннелю можно переходить из одной точки в пространстве в другую, не преодолевая непосредственное расстояние между ними. Физик из РУДН Роман Конопля оценил возможность такого межзвездного путешествия.
«Наша надежда на существование этих экзотических объектов зиждется на том, что уравнения Эйнштейна учитывают червоточины в качестве их решения. Однако, чтобы червоточины были проходимы и не коллапсировали из-за гравитационных эффектов, отталкивающая сила на узком участке кротовой норы должна быть невероятно высока», — объясняет он.
Обычно физики-теоретики предлагают два варианта отталкивающей силы: концентрация темной энергии или вакуумных флуктуаций квантовых полей вокруг узкого участка. Оба решения довольно необычны и требуют немалого воображения и оптимизма.
В 2011 году ученые из Греции и Германии обнаружили, что силу отталкивания можно объяснить без введения новых полей или необычных типов вещества. Согласно их вычислениям, отталкивание может происходить просто в результате квантовых поправок теории Эйнштейна на основе теории струн в низкоэнергетическом приближении (так называемая теория Эйнштейна — Гаусса — Бонне с дилатоном). Если червоточина окажется стабильной по отношению к небольшим флуктуациям пространства и времени, она станет перспективной теоретической моделью, вдохновленной фундаментальной теорией струн.
«Некоторые предварительные исследования иностранных коллег указывали на потенциальную возможность такой стабильности. Но мы подтвердили, что согласно теории Эйнштейна с квантовыми поправками червоточина крайне нестабильна. Получается, нестабильная система не может существовать в природе, так как любая реакция с окружающей средой приведет к ее распаду. Математически это выражается в неограниченном росте изначально пренебреженного отклонения системы от статистического баланса. К сожалению, это означает, что у нас все еще нет теоретически согласованной модели червоточины без экзотических предположений», — подытоживает Конопля.
Вы хотите головоломок?
Их есть у нас! Красивая карта, целых три уровня и много жителей, которых надо осчастливить быстрым интернетом. Для этого придется немножко подумать, но оно того стоит: ведь тем, кто дойдет до конца, выдадим красивую награду в профиль!