वर्महोल क्या है?  वर्महोल अंतरिक्ष में वर्महोल।

वर्महोल के साथ फिल्म "इंटरस्टेलर" के चित्र (2014)

अंतरिक्ष महाकाव्य "इंटरस्टेलर" (हम अक्टूबर 2014 में रिलीज़ हुई एक विज्ञान कथा फिल्म के बारे में बात कर रहे हैं) अंतरिक्ष यात्रियों के बारे में बताता है, जो मानवता को बचाने के विकल्पों की तलाश में, एक रहस्यमय सुरंग द्वारा दर्शाए गए "जीवन की सड़क" की खोज करते हैं।

यह मार्ग बेवजह शनि के पास दिखाई देता है और अंतरिक्ष-समय में एक व्यक्ति को दूर की आकाशगंगा में ले जाता है, जिससे जीवित प्राणियों द्वारा बसाए गए ग्रहों को खोजने का मौका मिलता है। ग्रह जो लोगों के लिए दूसरा घर बन सकते हैं।

मूवी टनल के अस्तित्व के बारे में परिकल्पना, जिसे वैज्ञानिकों द्वारा "वर्महोल" या "वर्महोल" कहा जाता है, एक वास्तविक भौतिक सिद्धांत से पहले थी, जिसे पहले खगोल भौतिकीविदों में से एक और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के पूर्व प्रोफेसर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। किप थॉर्न.

किप थॉर्न ने खगोलशास्त्री, खगोलभौतिकीविद्, विज्ञान को लोकप्रिय बनाने वाले और उन लोगों में से एक जिन्होंने अलौकिक बुद्धि की खोज के लिए परियोजना शुरू की थी - कार्ल सागन - को उनके उपन्यास कॉन्टैक्ट के लिए वर्महोल का एक मॉडल बनाने में मदद की। अंतरिक्ष वैज्ञानिकों के लिए फिल्म में दृश्य छवियों की प्रेरकता इतनी स्पष्ट है कि खगोल भौतिकीविद् स्वीकार करते हैं कि ये विश्व सिनेमा में मौजूद वर्महोल और ब्लैक होल की शायद सबसे सटीक छवियां हैं।

इस फिल्म में केवल एक "छोटा" विवरण है जो चौकस दर्शक को परेशान करता है: एक अंतरिक्ष एक्सप्रेस पर इस तरह से उड़ान भरना निश्चित रूप से बहुत अच्छा है, लेकिन क्या पायलट इस अंतरतारकीय आंदोलन के दौरान हार नहीं मान पाएंगे?

अंतरिक्ष ब्लॉकबस्टर के रचनाकारों ने यह उल्लेख नहीं करना चुना कि वर्महोल का मूल सिद्धांत खगोल भौतिकी के अन्य प्रमुख सिद्धांतकारों का था - अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपने सहायक नाथन रोसेन के साथ मिलकर इसे विकसित करना शुरू किया। इन वैज्ञानिकों ने सामान्य सापेक्षता के लिए आइंस्टीन के समीकरणों को हल करने की कोशिश की ताकि परिणाम पूरे ब्रह्मांड का एक गणितीय मॉडल हो, साथ ही गुरुत्वाकर्षण बल और पदार्थ बनाने वाले प्राथमिक कणों का भी। इस सब की प्रक्रिया में, अंतरिक्ष को "पुलों" द्वारा एक दूसरे से जुड़े दो ज्यामितीय विमानों के रूप में कल्पना करने का प्रयास किया गया था।

आइंस्टीन के समानांतर, लेकिन स्वतंत्र रूप से, इसी तरह का काम एक अन्य भौतिक विज्ञानी, लुडविग फ्लेम ने किया था, जिन्होंने 1916 में, आइंस्टीन के समीकरणों को हल करते हुए, ऐसे "पुलों" की खोज की थी।

सभी तीन "पुल निर्माताओं" को एक आम निराशा का सामना करना पड़ा, क्योंकि "जो कुछ भी मौजूद है उसका सिद्धांत" अव्यवहार्य निकला: सिद्धांत में ऐसे "पुल" वास्तविक प्राथमिक कणों की तरह बिल्कुल भी कार्य नहीं करते थे।

फिर भी, 1935 में, आइंस्टीन और रोसेन ने एक पेपर प्रकाशित किया जहां उन्होंने अंतरिक्ष-समय सातत्य में सुरंगों के अपने सिद्धांत को रेखांकित किया। यह कार्य, जैसा कि लेखकों ने कल्पना की थी, स्पष्ट रूप से वैज्ञानिकों की अन्य पीढ़ियों को इस तरह के सिद्धांत को लागू करने की संभावना के बारे में सोचने के लिए प्रोत्साहित करना था।

प्रिंसटन विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने एक समय शब्दावली में "वर्महोल" पदनाम पेश किया था, जिसका उपयोग प्रारंभिक वर्षों में आइंस्टीन-रोसेन सिद्धांत के अनुसार "पुलों" के मॉडल के निर्माण का अध्ययन करने के लिए किया गया था। व्हीलर ने देखा: ऐसा "पुल" एक फल में कीड़े द्वारा कुतर दिए गए मार्ग की दर्दनाक याद दिलाता है। आइए कल्पना करें कि एक चींटी नाशपाती के एक तरफ से दूसरी तरफ रेंग रही है - यह या तो पूरी घुमावदार सतह पर रेंग सकती है, या, शॉर्टकट लेते हुए, वर्महोल सुरंग के माध्यम से फल को पार कर सकती है।

क्या होगा अगर हम कल्पना करें कि हमारा त्रि-आयामी अंतरिक्ष-समय सातत्य एक नाशपाती की त्वचा है, कि एक घुमावदार सतह बहुत बड़े "द्रव्यमान" को घेरती है? शायद आइंस्टीन-रोसेन "पुल" ही वह सुरंग है जो इस "द्रव्यमान" को काटती है; यह स्टारशिप पायलटों को दो बिंदुओं के बीच अंतरिक्ष में दूरी को कम करने की अनुमति देती है। संभवतः, इस मामले में हम सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के वास्तविक गणितीय समाधान के बारे में बात कर रहे हैं।

व्हीलर के अनुसार, आइंस्टीन-रोसेन "पुलों" के मुंह तथाकथित श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल की बहुत याद दिलाते हैं - साधारण पदार्थ जिसका गोलाकार आकार होता है और यह इतना घना होता है कि इसके गुरुत्वाकर्षण बल को प्रकाश द्वारा भी दूर नहीं किया जा सकता है। "ब्लैक होल" के अस्तित्व के बारे में खगोलविदों की एक मजबूत राय है। उनका मानना ​​है कि ये संरचनाएं तब पैदा होती हैं जब बहुत बड़े तारे "ढह जाते हैं" या ख़त्म हो जाते हैं।

यह परिकल्पना कितनी प्रमाणित है कि "ब्लैक होल" "वर्महोल" या सुरंग के समान है जो लंबी दूरी की अंतरिक्ष उड़ानों की अनुमति देता है? हो सकता है, गणितीय दृष्टिकोण से, यह कथन सत्य हो। लेकिन केवल सिद्धांत में: ऐसे अभियान में कोई जीवित नहीं बचेगा।

श्वार्ज़स्चिल्ड मॉडल एक "ब्लैक होल" के अंधेरे मध्य को एक एकल बिंदु या अनंत घनत्व के साथ केंद्रीय तटस्थ स्थिर गेंद के रूप में दर्शाता है। व्हीलर की गणना ऐसे "वर्महोल" के निर्माण की स्थिति में होने वाले परिणामों को दर्शाती है, जब ब्रह्मांड के दो दूर के हिस्सों में दो एकवचन बिंदु ("श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल") इसके "द्रव्यमान" में एकत्रित होते हैं और उनके बीच एक सुरंग बनाते हैं। .

शोधकर्ता ने पाया कि ऐसा "वर्महोल" अस्थिर प्रकृति का होता है: पहले एक सुरंग बनती है और फिर ढह जाती है, जिसके बाद फिर से केवल दो एकल बिंदु ("ब्लैक होल") रह जाते हैं। सुरंग के प्रकट होने और पटकने की प्रक्रिया इतनी तेज़ गति से होती है कि प्रकाश की एक किरण भी इसमें प्रवेश नहीं कर पाती है, इसमें से फिसलने की कोशिश करने वाले अंतरिक्ष यात्री का उल्लेख नहीं किया जा सकता है - वह पूरी तरह से "ब्लैक होल" द्वारा निगल लिया जाएगा। कोई मज़ाक नहीं - हम तत्काल मृत्यु के बारे में बात कर रहे हैं, क्योंकि पागल शक्ति की गुरुत्वाकर्षण शक्तियाँ एक व्यक्ति को टुकड़े-टुकड़े कर देंगी।

"ब्लैक होल" और "सफ़ेद धब्बे"

फिल्म के साथ ही, थॉर्न ने द साइंस ऑफ इंटरस्टेलर पुस्तक का विमोचन किया। इस कार्य में वह पुष्टि करता है: "कोई भी शरीर - जीवित या निर्जीव - सुरंग ढहने के समय कुचल दिया जाएगा और टुकड़ों में फाड़ दिया जाएगा!"

दूसरे वैकल्पिक विकल्प के लिए - केर का घूमता हुआ "ब्लैक होल" - अंतरग्रहीय यात्रा में "सफेद धब्बे" के शोधकर्ताओं ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का एक अलग समाधान खोजा है। केर के "ब्लैक होल" के अंदर की विलक्षणता का एक अलग आकार है, गोलाकार नहीं, बल्कि अंगूठी के आकार का।

इसके कुछ मॉडल किसी व्यक्ति को अंतरतारकीय उड़ान में जीवित रहने का मौका दे सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब जहाज इस छेद को विशेष रूप से रिंग के केंद्र से होकर गुजरता है। अंतरिक्ष बास्केटबॉल जैसा कुछ, यहां केवल एक हिट की कीमत अतिरिक्त अंक नहीं है: स्टारशिप और उसके चालक दल का अस्तित्व दांव पर है।

"द साइंस ऑफ इंटरस्टेलर" पुस्तक के लेखक किप थॉर्न इस सिद्धांत की स्थिति पर संदेह करते हैं। 1987 में, उन्होंने "वर्महोल" के माध्यम से उड़ान भरने के बारे में एक लेख लिखा था, जहां उन्होंने एक महत्वपूर्ण विवरण बताया था: केर सुरंग की गर्दन में एक बहुत ही अविश्वसनीय खंड है, जिसे "कॉची क्षितिज" कहा जाता है।

जैसा कि संगत गणना से पता चलता है, जैसे ही शरीर इस बिंदु से गुजरने की कोशिश करता है, सुरंग ढह जाती है। इसके अलावा, "वर्महोल" के कुछ स्थिरीकरण के अधीन, यह, जैसा कि क्वांटम सिद्धांत कहता है, तुरंत तेज़ उच्च-ऊर्जा कणों से भर जाएगा।

नतीजतन, जैसे ही आप केर के "ब्लैक होल" में फंसेंगे, आपके पास एक सूखी, तली हुई परत रह जाएगी।

इसका कारण "भयानक लंबी दूरी की कार्रवाई" है?

तथ्य यह है कि भौतिकविदों ने अभी तक गुरुत्वाकर्षण के शास्त्रीय नियमों को क्वांटम सिद्धांत में नहीं अपनाया है - गणित की इस शाखा को समझना बहुत कठिन है, और कई वैज्ञानिकों ने इसकी सटीक परिभाषा नहीं दी है।

उसी समय, प्रिंसटन के वैज्ञानिक जुआन मालसाडेना और उनके स्टैनफोर्ड सहयोगी लियोनार्ड सुस्किंड ने सुझाव दिया कि वर्महोल स्पष्ट रूप से उस समय उलझाव के भौतिक अवतार से ज्यादा कुछ नहीं हैं जब क्वांटम वस्तुएं जुड़ी हुई हैं - भले ही वे एक-दूसरे से दूर हों या नहीं।

इस तरह के उलझाव के लिए अल्बर्ट आइंस्टीन का अपना नाम था - "भयानक लंबी दूरी की कार्रवाई"; महान भौतिक विज्ञानी ने आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण से सहमत होने के बारे में सोचा भी नहीं था। इसके बावजूद, कई प्रयोगों ने क्वांटम उलझाव के अस्तित्व को साबित किया है। इसके अलावा, इसका उपयोग पहले से ही व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है - यह ऑनलाइन डेटा ट्रांसमिशन की सुरक्षा करता है, उदाहरण के लिए, बैंकिंग लेनदेन।

मालसाडेना और सुस्किंड के अनुसार, बड़ी मात्रा में, क्वांटम उलझाव अंतरिक्ष-समय सातत्य की ज्यामिति में परिवर्तन को प्रभावित कर सकता है और जुड़े हुए "ब्लैक होल" के रूप में "वर्महोल" के उद्भव में योगदान कर सकता है। लेकिन इन वैज्ञानिकों की परिकल्पना ट्रैवर्सेबल इंटरस्टेलर सुरंगों के उद्भव की अनुमति नहीं देती है।

मालसाडेना के अनुसार, ये सुरंगें, एक ओर, प्रकाश की गति से अधिक तेज़ उड़ान भरने का अवसर प्रदान नहीं करती हैं, और दूसरी ओर, वे अभी भी अंतरिक्ष यात्रियों को वहां, अंदर, किसी "अन्य" से मिलने में मदद कर सकती हैं। हालाँकि, इस तरह की बैठक से कोई खुशी नहीं है, क्योंकि बैठक के बाद "ब्लैक होल" के केंद्र में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से अपरिहार्य मृत्यु हो जाएगी।

एक शब्द में कहें तो, "ब्लैक होल" मानव के अंतरिक्ष अन्वेषण में एक वास्तविक बाधा हैं। इस मामले में, "वर्महोल" क्या हो सकते हैं? हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के वैज्ञानिक एवी लोएब के अनुसार, लोगों के पास इस संबंध में कई विकल्प हैं: चूंकि ऐसा कोई सिद्धांत नहीं है जो सामान्य सापेक्षता को क्वांटम यांत्रिकी के साथ जोड़ता है, हम संभावित अंतरिक्ष-समय की पूरी श्रृंखला से अवगत नहीं हैं। संरचनाएं जहां वर्महोल दिखाई दे सकते हैं "

वे ढह रहे हैं

लेकिन यहां भी सब कुछ इतना सरल नहीं है. 1987 में उसी किप थॉर्न ने सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के अनुरूप किसी भी "वर्महोल" के लिए विशिष्टता स्थापित की, यदि तथाकथित विदेशी पदार्थ में नकारात्मक ऊर्जा या एंटीग्रेविटी होने के कारण इसे खुला रखने की कोशिश नहीं की गई तो यह ढह जाएगा। थॉर्न ने आश्वासन दिया: एक्सोमैटर के अस्तित्व के तथ्य को प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया जा सकता है।

प्रयोगों से पता चलेगा कि निर्वात में क्वांटम उतार-चढ़ाव स्पष्ट रूप से दो दर्पणों के बीच नकारात्मक दबाव बनाने में सक्षम है जो एक साथ बहुत करीब रखे गए हैं।

बदले में, एवी लोएब के अनुसार, यदि हम तथाकथित डार्क एनर्जी का निरीक्षण करते हैं, तो ये अध्ययन विदेशी पदार्थ के अस्तित्व पर विश्वास करने का और भी अधिक कारण देंगे।

हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के एक वैज्ञानिक का कहना है कि "...हम देखते हैं कि कैसे, हाल के ब्रह्मांडीय इतिहास में, आकाशगंगाएँ समय के साथ बढ़ती गति से हमसे दूर जा रही हैं, जैसे कि वे एंटीग्रेविटी के प्रभाव में थीं - यह तेजी से बढ़ रही है ब्रह्मांड के विस्तार को तब समझाया जा सकता है जब ब्रह्मांड नकारात्मक दबाव वाले किसी पदार्थ से भरा हो, बिल्कुल वही सामग्री जो वर्महोल बनाने के लिए आवश्यक है..."

साथ ही, लोएब और थॉर्न दोनों का मानना ​​है कि भले ही वर्महोल प्राकृतिक रूप से प्रकट हो सकता है, लेकिन इसके लिए बड़े पैमाने पर विदेशी पदार्थ की आवश्यकता होगी। केवल एक अत्यधिक विकसित सभ्यता ही इस तरह के ऊर्जा भंडार को जमा करने और उसके बाद ऐसी सुरंग को स्थिर करने में सक्षम होगी।

इस सिद्धांत पर उनके विचारों में "कामरेडों के बीच कोई सहमति नहीं" है। उदाहरण के लिए, लोएब और थॉर्न के निष्कर्षों के बारे में उनके सहयोगी मालसाडेना क्या सोचते हैं:

"...मेरा मानना ​​है कि एक स्थिर ट्रैवर्सेबल वर्महोल का विचार पर्याप्त रूप से समझ में नहीं आता है और, जाहिरा तौर पर, भौतिकी के ज्ञात नियमों के अनुरूप नहीं है..." स्वीडन में सैद्धांतिक भौतिकी के लिए स्कैंडिनेवियाई संस्थान से सबाइन होसेनफेल्डर लोएब-थॉर्न के निष्कर्षों को पूरी तरह से ध्वस्त कर देता है: “... हमारे पास विदेशी पदार्थ के अस्तित्व का कोई सबूत नहीं है। इसके अलावा, एक व्यापक धारणा है कि इसका अस्तित्व नहीं हो सकता, क्योंकि यदि इसका अस्तित्व होता, तो निर्वात अस्थिर होता..."

भले ही ऐसा विदेशी पदार्थ मौजूद हो, होसेनफेल्डर ने अपना विचार विकसित किया, इसके अंदर घूमना बेहद अप्रिय होगा: हर बार संवेदनाएं सीधे सुरंग के चारों ओर अंतरिक्ष-समय संरचना की वक्रता की डिग्री और उसके अंदर ऊर्जा घनत्व पर निर्भर होंगी। सबाइन होसेनफेल्डर ने निष्कर्ष निकाला:

"...यह "ब्लैक होल" के समान है: ज्वारीय बल बहुत अधिक हैं और एक व्यक्ति टुकड़े-टुकड़े हो जाएगा..."

विरोधाभासी रूप से, इंटरस्टेलर फिल्म में अपने योगदान के बावजूद, थॉर्न को भी विशेष रूप से विश्वास नहीं है कि ऐसी कोई निष्क्रिय सुरंग कभी उभर सकती है। और अंतरिक्ष यात्रियों के इसके पास से गुजरने की संभावना (बिना किसी नुकसान के!) - और इससे भी अधिक। इस बात को वह स्वयं अपनी पुस्तक में स्वीकार करते हैं:

"...यदि वे [सुरंगें] अस्तित्व में हो सकते हैं, तो मुझे बहुत संदेह है कि वे स्वाभाविक रूप से खगोलभौतिकीय ब्रह्मांड में उत्पन्न हो सकते हैं..."

...तो फिर विज्ञान कथा फिल्मों पर विश्वास करें!

21:11 09/11/2018

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यह पाठ वर्महोल्स के बारे में मेरी पुस्तक के तीसरे संस्करण का प्रतिनिधित्व करता है। मैंने इसे यथासंभव व्यापक पाठकों के लिए समझने योग्य बनाने का प्रयास किया। सामग्री को समझने के लिए पाठक से विशेष शिक्षा की आवश्यकता नहीं है; हाई स्कूल पाठ्यक्रम और संज्ञानात्मक जिज्ञासा से सबसे सामान्य विचार काफी होंगे। पाठ में सूत्र नहीं हैं और जटिल अवधारणाएँ नहीं हैं। चीज़ों को समझना आसान बनाने के लिए, जहाँ संभव हो मैंने व्याख्यात्मक उदाहरणों का उपयोग करने का प्रयास किया है। इस संस्करण को नए अनुभागों और चित्रों के साथ पूरक किया गया है। पाठ में सुधार, स्पष्टीकरण और स्पष्टीकरण भी किए गए। यदि पुस्तक का कोई भी भाग पाठक को उबाऊ या समझ से बाहर लगता है, तो समझ को अधिक नुकसान पहुंचाए बिना पढ़ते समय उसे छोड़ दिया जा सकता है।

जिसे आमतौर पर खगोल भौतिकी में "वर्महोल" कहा जाता है

हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों द्वारा "वर्महोल्स" नामक कुछ काल्पनिक वस्तुओं की खोज के बारे में मीडिया में कई रिपोर्टें सामने आई हैं। इसके अलावा, ऐसी वस्तुओं के अवलोकन संबंधी पता लगाने की हास्यास्पद रिपोर्टें भी हैं। मैंने कुछ "वर्महोल्स" के व्यावहारिक उपयोग के बारे में टैब्लॉयड में भी पढ़ा। दुर्भाग्य से, इनमें से अधिकांश रिपोर्टें सच्चाई से बहुत दूर हैं; इसके अलावा, यहां तक ​​कि ऐसे "वर्महोल" की अवधारणा का भी अक्सर खगोल भौतिकी में "वर्महोल" कहे जाने वाले से कोई लेना-देना नहीं है।

इस सबने मुझे खगोल भौतिकी में "वर्महोल्स" के सिद्धांत की एक लोकप्रिय (और साथ ही विश्वसनीय) प्रस्तुति लिखने के लिए प्रेरित किया। लेकिन सबसे पहले चीज़ें.

पहले थोड़ा इतिहास:

वर्महोल का विज्ञान-आधारित सिद्धांत 1935 में आइंस्टीन और रोसेन के अग्रणी कार्य के साथ खगोल भौतिकी में उत्पन्न हुआ। लेकिन उस अग्रणी कार्य में, लेखकों द्वारा "वर्महोल" को ब्रह्मांड के विभिन्न हिस्सों के बीच एक "पुल" कहा गया था (अंग्रेजी शब्द "ब्रिज" है)। लंबे समय तक इस काम ने खगोल भौतिकीविदों के बीच ज्यादा दिलचस्पी नहीं जगाई।

लेकिन पिछली सदी के 90 के दशक में ऐसी वस्तुओं में दिलचस्पी लौटने लगी। सबसे पहले, रुचि की वापसी ब्रह्मांड विज्ञान में एक खोज से जुड़ी थी, लेकिन मैं आपको थोड़ी देर बाद बताऊंगा कि संबंध क्यों और क्या है।

90 के दशक से "वर्महोल" के लिए प्रचलित अंग्रेजी भाषा का शब्द "वर्महोल" बन गया है, लेकिन 1957 में इस शब्द को प्रस्तावित करने वाले पहले अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक मिज़नर और व्हीलर थे (यह वही व्हीलर है जिसे "पिता" माना जाता है) "अमेरिकी हाइड्रोजन बमों का) रूसी में "वर्महोल" का अनुवाद "वर्म होल" के रूप में किया जाता है। कई रूसी भाषी खगोल भौतिकीविदों को यह शब्द पसंद नहीं आया और 2004 में ऐसी वस्तुओं के लिए विभिन्न प्रस्तावित शर्तों पर वोट कराने का निर्णय लिया गया। सुझाए गए शब्दों में ये थे: "वर्महोल", "वर्महोल", "वर्महोल", "ब्रिज", "वर्महोल", "टनल", आदि। रूसी भाषी खगोल भौतिकीविदों, जिनके पास इस विषय पर वैज्ञानिक प्रकाशन हैं (मेरे सहित) ने मतदान में भाग लिया। इस वोट के परिणामस्वरूप, "वर्महोल" शब्द जीत गया, और अब से मैं इस शब्द को बिना उद्धरण के लिखूंगा।

1. तो सामान्यतः वर्महोल किसे कहा जाता है?

खगोल भौतिकी में, वर्महोल की एक स्पष्ट गणितीय परिभाषा होती है, लेकिन यहां (इसकी जटिलता के कारण) मैं इसे नहीं दूंगा, और अप्रस्तुत पाठक के लिए मैं सरल शब्दों में परिभाषा देने का प्रयास करूंगा।

आप वर्महोल को अलग-अलग परिभाषाएँ दे सकते हैं, लेकिन सभी परिभाषाओं में जो समानता है वह यह है कि वर्महोल को अंतरिक्ष के दो गैर-वक्र क्षेत्रों को जोड़ना होगा। जंक्शन को वर्महोल कहा जाता है, और इसके केंद्रीय भाग को वर्महोल की गर्दन कहा जाता है। वर्महोल की गर्दन के पास का स्थान काफी मजबूती से घुमावदार है। "बिना घुमावदार" या "घुमावदार" की अवधारणाओं को यहां विस्तृत स्पष्टीकरण की आवश्यकता है। लेकिन मैं इसे अभी नहीं समझाऊंगा, और मैं पाठक से अगले भाग तक धैर्य रखने के लिए कहता हूं, जिसमें मैं इन अवधारणाओं का सार समझाऊंगा।

एक वर्महोल या तो दो अलग-अलग ब्रह्मांडों को जोड़ सकता है, या एक ही ब्रह्मांड को अलग-अलग हिस्सों में जोड़ सकता है। बाद के मामले में, वर्महोल (इसके प्रवेश द्वारों के बीच) के माध्यम से दूरी बाहर से मापी गई प्रवेश द्वारों के बीच की दूरी से कम हो सकती है (हालांकि यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है)।

इसके अलावा, मैं अंतरिक्ष-समय के उस हिस्से को संदर्भित करने के लिए "ब्रह्मांड" (एक छोटे अक्षर के साथ) शब्द का उपयोग करूंगा जो वर्महोल और ब्लैक होल के प्रवेश द्वार तक सीमित है, और "ब्रह्मांड" शब्द (एक बड़े अक्षर के साथ) का उपयोग करेगा मतलब सभी स्थान-समय, कुछ भी सीमित नहीं।

कड़ाई से बोलते हुए, घुमावदार स्थान-समय में समय और दूरी की अवधारणाएं पूर्ण मान नहीं रह जाती हैं, यानी। चूँकि हम अवचेतन रूप से हमेशा उन पर विचार करने के आदी रहे हैं। लेकिन मैं इन अवधारणाओं को पूरी तरह से भौतिक अर्थ देता हूं: हम उचित समय के बारे में बात कर रहे हैं, जिसे एक पर्यवेक्षक द्वारा मापा जाता है जो स्वतंत्र रूप से (रॉकेट या किसी अन्य इंजन के बिना) लगभग प्रकाश की गति से चलता है (सिद्धांतकार आमतौर पर उसे अल्ट्रा-सापेक्षवादी पर्यवेक्षक कहते हैं)।

जाहिर है, तकनीकी रूप से ऐसे पर्यवेक्षक का निर्माण करना व्यावहारिक रूप से असंभव है, लेकिन आइंस्टीन की भावना में कार्य करते हुए, हम एक विचार प्रयोग की कल्पना कर सकते हैं जिसमें पर्यवेक्षक एक फोटॉन (या अन्य अति-सापेक्ष कण) पर सवार होता है और सबसे छोटे प्रक्षेपवक्र के साथ उस पर चलता है। (नाभिक पर बैरन मुनचौसेन की तरह)।

यहां यह याद रखने योग्य है कि फोटॉन परिभाषा के अनुसार सबसे छोटे पथ पर चलता है; ऐसे पथ को सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में शून्य जियोडेसिक रेखा कहा जाता है। साधारण घुमावदार स्थान में, दो बिंदुओं को केवल एक शून्य जियोडेसिक लाइन द्वारा जोड़ा जा सकता है। एक ही ब्रह्मांड में प्रवेश द्वारों को जोड़ने वाले वर्महोल के मामले में, एक फोटॉन के लिए कम से कम दो ऐसे रास्ते हो सकते हैं (और दोनों सबसे छोटे, लेकिन असमान हैं), और इनमें से एक रास्ता वर्महोल से होकर गुजरता है, और दूसरा नहीं।

खैर, ऐसा लगता है जैसे मैंने सरल मानवीय शब्दों में (गणित का उपयोग किए बिना) वर्महोल की एक सरल परिभाषा दी है। हालाँकि, यह उल्लेखनीय है कि वर्महोल जिसके माध्यम से प्रकाश और अन्य पदार्थ दोनों दिशाओं में गुजर सकते हैं, ट्रैवर्सेबल वर्महोल कहलाते हैं (अब से मैं उन्हें केवल वर्महोल ही कहूंगा)। "निष्क्रिय" शब्द के आधार पर प्रश्न उठता है: क्या अगम्य वर्महोल हैं? हाँ मेरे पास है। ये ऐसी वस्तुएं हैं जो बाह्य रूप से (प्रत्येक इनपुट पर) एक ब्लैक होल की तरह होती हैं, लेकिन ऐसे ब्लैक होल के अंदर कोई विलक्षणता नहीं होती है (भौतिकी में, एक विलक्षणता पदार्थ का एक अनंत घनत्व है जो अलग हो जाती है और किसी भी अन्य पदार्थ को नष्ट कर देती है) यह)। इसके अलावा, साधारण ब्लैक होल के लिए विलक्षणता का गुण अनिवार्य है। और ब्लैक होल स्वयं एक सतह (गोले) की उपस्थिति से निर्धारित होता है, जिसके नीचे से प्रकाश भी बाहर नहीं निकल सकता है। इस सतह को ब्लैक होल क्षितिज (या घटना क्षितिज) कहा जाता है।

इस प्रकार, पदार्थ एक अभेद्य वर्महोल के अंदर जा सकता है, लेकिन इसे छोड़ नहीं सकता (ब्लैक होल की संपत्ति के समान)। इसके अलावा, अर्ध-पारगम्य वर्महोल भी हो सकते हैं, जिसमें पदार्थ या प्रकाश केवल एक दिशा में वर्महोल से गुजर सकते हैं, लेकिन दूसरी दिशा में नहीं जा सकते।

2. वक्रता सुरंग? किसकी वक्रता?

पहली नज़र में, घुमावदार जगह से वर्महोल सुरंग बनाना काफी आकर्षक लगता है। लेकिन जब आप इसके बारे में सोचते हैं तो आप बेतुके नतीजों पर पहुंचने लगते हैं।
यदि आप इस सुरंग में हैं, तो कौन सी दीवारें आपको अनुप्रस्थ दिशा में इससे बाहर निकलने से रोक सकती हैं?

और ये दीवारें किससे बनी हैं?

क्या खाली जगह सचमुच हमें उनके बीच से गुजरने से रोक सकती है?
या यह खाली नहीं है?

इसे समझने के लिए (मैं इसकी कल्पना करने का सुझाव भी नहीं देता), आइए उस स्थान पर विचार करें जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा घुमावदार नहीं है। पाठक इस बात पर विचार करें कि यह एक सामान्य स्थान है जिसके साथ वह हमेशा व्यवहार करने का आदी है और जिसमें वह रहता है। निम्नलिखित में मैं ऐसे स्थान को समतल कहूँगा।

चित्र 1. (लेखक द्वारा मूल चित्र)
द्वि-आयामी अंतरिक्ष की वक्रता का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। संख्याएँ संक्रमण के क्रमिक चरणों को दर्शाती हैं: घुमावदार स्थान के चरण (1) से द्वि-आयामी वर्महोल के चरण (7) तक।

आइए शुरुआत के तौर पर इस स्थान में कुछ बिंदु "O" लें और इसके चारों ओर एक वृत्त बनाएं - चित्र 1 में चित्र संख्या 1 देखें। मान लीजिए कि यह बिंदु और यह वृत्त दोनों हमारे समतल स्थान में किसी समतल पर स्थित हैं। जैसा कि हम सभी स्कूल के गणित पाठ्यक्रम से अच्छी तरह से जानते हैं, इस वृत्त की लंबाई और त्रिज्या का अनुपात 2π के बराबर है, जहां संख्या π = 3.1415926535.... इसके अलावा: परिधि में परिवर्तन का अनुपात त्रिज्या में संगत परिवर्तन भी 2π के बराबर होगा (इसके बाद, संक्षिप्तता के लिए, हम केवल ATTITUDE कहेंगे)।

अब आइए अपने बिंदु "O" पर द्रव्यमान M के साथ कुछ पिंड रखें। यदि हम आइंस्टीन के सिद्धांत और प्रयोगों (जो पृथ्वी और सौर मंडल दोनों में बार-बार किए गए) पर विश्वास करते हैं, तो शरीर के चारों ओर अंतरिक्ष-समय झुक जाएगा और उपरोक्त -उल्लेखित अनुपात 2π से कम होगा। इसके अलावा, द्रव्यमान M जितना बड़ा होगा, वह उतना ही छोटा होगा - चित्र 1 में चित्र संख्या 2 - 4 देखें। यह है अंतरिक्ष की वक्रता! लेकिन केवल स्पेस ही घुमावदार नहीं है, समय भी घुमावदार है, और यह कहना अधिक सही है कि सभी स्पेस-टाइम घुमावदार हैं, क्योंकि सापेक्षता के सिद्धांत में, एक दूसरे के बिना अस्तित्व में नहीं रह सकता - उनके बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं है।

यह किस दिशा में झुका हुआ है? - आप पूछना।
नीचे (विमान के नीचे) या इसके विपरीत - ऊपर?

सही उत्तर यह है कि बिंदु "O" के माध्यम से खींचे गए किसी भी विमान के लिए वक्रता समान होगी, और दिशा का इससे कोई लेना-देना नहीं है। अंतरिक्ष का ज्यामितीय गुण ही बदल जाता है जिससे परिधि और त्रिज्या का अनुपात भी बदल जाता है! कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि अंतरिक्ष की वक्रता एक नये (चौथे) आयाम की दिशा में होती है। लेकिन सापेक्षता के सिद्धांत को स्वयं किसी अतिरिक्त आयाम की आवश्यकता नहीं है; इसके लिए तीन स्थानिक और एक समय आयाम पर्याप्त हैं। आमतौर पर समय आयाम को शून्य का सूचकांक दिया जाता है, और अंतरिक्ष-समय को 3+1 के रूप में नामित किया जाता है।
यह वक्रता कितनी गंभीर होगी?

एक वृत्त के लिए जो हमारी भूमध्य रेखा है, RATIO में सापेक्ष कमी 10-9 होगी, अर्थात। पृथ्वी के लिए (भूमध्य रेखा की लंबाई)/(पृथ्वी की त्रिज्या) ≈ 2π (1 – 10-9)!!! यह इतना महत्वहीन जोड़ है. लेकिन एक वृत्त के लिए जो कि भूमध्य रेखा है, यह कमी पहले से ही लगभग 10-5 है, और यद्यपि यह भी बहुत छोटा है, आधुनिक उपकरण आसानी से इस मान को मापते हैं।

लेकिन अंतरिक्ष में ग्रहों और तारों के अलावा और भी विदेशी वस्तुएं हैं। उदाहरण के लिए, पल्सर, जो न्यूट्रॉन तारे हैं (न्यूट्रॉन से बने)। पल्सर की सतह पर गुरुत्वाकर्षण भयानक है, और उनका औसत पदार्थ घनत्व लगभग 1014 ग्राम/सेमी3 है - अविश्वसनीय रूप से भारी पदार्थ! पल्सर के लिए, इस अनुपात में कमी पहले से ही लगभग 0.1 है!

लेकिन ब्लैक होल और वर्महोल के लिए इस अनुपात में कमी एकता तक पहुंच जाती है, यानी। मनोवृत्ति स्वयं शून्य पर पहुँच जाती है! इसका मतलब यह है कि केंद्र की ओर बढ़ने पर क्षितिज या गर्दन के पास परिधि नहीं बदलती है। ब्लैक होल या वर्महोल के आसपास के गोले का क्षेत्र भी नहीं बदलता है। कड़ाई से बोलते हुए, ऐसी वस्तुओं के लिए लंबाई की सामान्य परिभाषा अब उपयुक्त नहीं है, लेकिन इससे सार नहीं बदलता है। इसके अलावा, गोलाकार रूप से सममित वर्महोल के लिए स्थिति उस दिशा पर निर्भर नहीं करती है जिससे हम केंद्र की ओर बढ़ते हैं।

आप इसकी कल्पना कैसे कर सकते हैं?

यदि हम वर्महोल पर विचार करते हैं, तो इसका मतलब है कि हम गले की त्रिज्या rmin के साथ न्यूनतम क्षेत्र Smin=4π rmin2 के गोले तक पहुंच गए हैं। न्यूनतम क्षेत्रफल वाले इस गोले को वर्महोल की गर्दन कहा जाता है। उसी दिशा में आगे बढ़ने पर, हम पाते हैं कि गोले का क्षेत्रफल बढ़ने लगता है - इसका मतलब है कि हम गर्दन पार कर चुके हैं, दूसरे स्थान में चले गए हैं और केंद्र से दूर जा रहे हैं।

यदि गिरते हुए शरीर का आकार गर्दन के आकार से अधिक हो जाए तो क्या होगा?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आइए द्वि-आयामी सादृश्य की ओर मुड़ें - चित्र 2 देखें।

आइए मान लें कि शरीर एक द्वि-आयामी आकृति है (कागज या अन्य सामग्री से काटा गया एक डिज़ाइन), और यह डिज़ाइन एक सतह पर स्लाइड करता है जो एक फ़नल है (जैसे हमारे पास बाथटब में होता है जब पानी इसमें बहता है)। इसके अलावा, हमारी ड्राइंग फ़नल की गर्दन की दिशा में स्लाइड करती है ताकि यह फ़नल की सतह के साथ उसकी पूरी सतह पर दब जाए। यह स्पष्ट है कि जैसे-जैसे डिज़ाइन गर्दन के पास आता है, फ़नल की सतह की वक्रता बढ़ती जाती है, और डिज़ाइन की सतह डिज़ाइन में दिए गए स्थान पर फ़नल के आकार के अनुसार विकृत होने लगती है। किसी भी भौतिक शरीर की तरह, हमारी ड्राइंग (भले ही वह कागज हो) में लोचदार गुण होते हैं जो इसके विरूपण को रोकते हैं।

साथ ही, डिज़ाइन की सामग्री का उस सामग्री पर भौतिक प्रभाव पड़ता है जिससे फ़नल बनाया जाता है। हम कह सकते हैं कि फ़नल और ड्राइंग दोनों एक दूसरे पर लोचदार बल लगाते हैं।

1. चित्र इतना विकृत हो गया है कि यह फ़नल से फिसल जाएगा, और इस स्थिति में यह ढह सकता है (फाड़ सकता है)।
2. पैटर्न और फ़नल इतने विकृत नहीं हैं कि पैटर्न फिसल सके (इसके लिए, पैटर्न पर्याप्त बड़ा और पर्याप्त मजबूत होना चाहिए)। तब चित्र फ़नल में फंस जाएगा और अन्य पिंडों के लिए अपनी गर्दन अवरुद्ध कर देगा।
3. ड्राइंग (अधिक सटीक रूप से, ड्राइंग की सामग्री) फ़नल की सामग्री को नष्ट (फाड़) देगी, अर्थात। ऐसा द्वि-आयामी वर्महोल नष्ट हो जाएगा।
4. ड्राइंग फ़नल की गर्दन से आगे निकल जाएगी (संभवतः इसे इसके किनारे से छूते हुए)। लेकिन यह तभी होगा जब आपने अपने डिज़ाइन को नेकलाइन की दिशा पर पर्याप्त रूप से ध्यान केंद्रित नहीं किया है।

त्रि-आयामी भौतिक शरीरों के त्रि-आयामी वर्महोल में गिरने के लिए भी वही चार विकल्प संभव हैं। यह कितना भ्रामक है, एक उदाहरण के रूप में खिलौना मॉडल का उपयोग करते हुए, मैंने दीवारों के बिना सुरंग के रूप में एक वर्महोल का वर्णन करने की कोशिश की।

त्रि-आयामी वर्महोल (हमारे अंतरिक्ष में) के मामले में, पिछले अनुभाग में चर्चा की गई फ़नल सामग्री की लोचदार ताकतों को गुरुत्वाकर्षण ज्वारीय बलों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है - ये वही ताकतें हैं जो पृथ्वी पर उतार और प्रवाह का कारण बनती हैं और का प्रभाव.

वर्महोल और ब्लैक होल में, ज्वारीय बल राक्षसी स्तर तक पहुँच सकते हैं। वे किसी भी वस्तु या पदार्थ को तोड़ने और नष्ट करने में सक्षम हैं, और विलक्षणता के निकट ये बल आम तौर पर अनंत हो जाते हैं! हालाँकि, हम एक वर्महोल मॉडल मान सकते हैं जिसमें ज्वारीय बल सीमित हैं और इस प्रकार, हमारे रोबोट (या यहां तक ​​​​कि एक इंसान) के लिए ऐसे वर्महोल से उसे नुकसान पहुंचाए बिना गुजरना संभव है।

किप थॉर्न के वर्गीकरण के अनुसार ज्वारीय बल तीन प्रकार के होते हैं:

1. ज्वारीय तनाव-संपीड़न बल
2. कतरनी विरूपण की ज्वारीय ताकतें
3. मरोड़ विकृति की ज्वारीय ताकतें

चित्र 3. (आंकड़ा 2017 में भौतिकी के नोबेल पुरस्कार विजेता किप थॉर्न की रिपोर्ट से लिया गया है) बाईं ओर ज्वारीय तनाव-संपीड़न बलों की कार्रवाई का एक चित्रण है। दाईं ओर ज्वारीय मरोड़-कतरनी बलों की कार्रवाई का एक चित्रण है।

हालाँकि अंतिम 2 प्रकारों को घटाकर एक किया जा सकता है - चित्र 3 देखें।

4.आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत

इस खंड में, मैं आइंस्टीन द्वारा बनाए गए सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के ढांचे के भीतर वर्महोल के बारे में बात करूंगा। मैं अगले अनुभाग में गुरुत्वाकर्षण के अन्य सिद्धांतों में वर्महोल से अंतर पर चर्चा करूंगा।

मैंने अपना विचार आइंस्टीन के सिद्धांत से क्यों शुरू किया?

आज तक, आइंस्टीन का सापेक्षता का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के अखण्डित सिद्धांतों में सबसे सरल और सबसे सुंदर है: आज तक एक भी प्रयोग ने इसे अस्वीकार नहीं किया है। 100 वर्षों तक सभी प्रयोगों के परिणाम इसके साथ पूर्णतः मेल खाते हैं!!! वहीं, सापेक्षता का सिद्धांत गणितीय रूप से बहुत जटिल है।

इतना जटिल सिद्धांत क्यों?

क्योंकि अन्य सभी सुसंगत सिद्धांत और भी अधिक जटिल हो जाते हैं...

चित्र 4. (ए.डी. लिंडे की पुस्तक "इन्फ्लेशनरी कॉस्मोलॉजी" से लिया गया चित्र)
बाईं ओर वर्महोल के बिना एक अराजक मुद्रास्फीतिकारी बहु-तत्व ब्रह्मांड का एक मॉडल है, दाईं ओर वही है, लेकिन वर्महोल के साथ।

आज, "अराजक मुद्रास्फीति" मॉडल आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान का आधार है। यह मॉडल आइंस्टीन के सिद्धांत के ढांचे के भीतर काम करता है और "बड़े धमाके" के बाद उत्पन्न होने वाले अनंत ब्रह्मांडों के अस्तित्व (हमारे अलावा) को मानता है, जो "विस्फोट" के दौरान तथाकथित "स्पेस-टाइम फोम" का निर्माण करते हैं। इस "विस्फोट" के दौरान और उसके बाद के पहले क्षण "अराजक मुद्रास्फीति" मॉडल का आधार हैं।

इन क्षणों में, प्राथमिक अंतरिक्ष-समय सुरंगें (अवशेष वर्महोल) दिखाई दे सकती हैं, जो संभवतः मुद्रास्फीति के बाद भी बनी रहती हैं। इसके अलावा, ये अवशेष वर्महोल हमारे और अन्य ब्रह्मांडों के विभिन्न क्षेत्रों को जोड़ते हैं - चित्र 4 देखें। यह मॉडल हमारे हमवतन आंद्रेई लिंडे द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो अब स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं। यह मॉडल बहु-तत्व ब्रह्मांड का अध्ययन करने और एक नए प्रकार की वस्तुओं - वर्महोल के प्रवेश द्वार - की खोज करने का एक अनूठा अवसर खोलता है।

वर्महोल के अस्तित्व के लिए कौन सी परिस्थितियाँ आवश्यक हैं?

वर्महोल मॉडल के एक अध्ययन से पता चलता है कि सापेक्षता के सिद्धांत के ढांचे के भीतर उनके स्थिर अस्तित्व के लिए विदेशी पदार्थ की आवश्यकता होती है। कभी-कभी ऐसे पदार्थ को प्रेत पदार्थ भी कहा जाता है।

ऐसे मामले की जरूरत क्यों है?

जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है, घुमावदार स्थान के अस्तित्व के लिए मजबूत गुरुत्वाकर्षण की आवश्यकता है। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत में, गुरुत्वाकर्षण और घुमावदार अंतरिक्ष-समय एक दूसरे से अभिन्न रूप से मौजूद हैं। पर्याप्त संकेंद्रित पदार्थ के बिना, घुमावदार स्थान सीधा हो जाता है और इस प्रक्रिया की ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में अनंत तक विकीर्ण हो जाती है।
लेकिन केवल मजबूत गुरुत्वाकर्षण ही वर्महोल के स्थिर अस्तित्व के लिए पर्याप्त नहीं है - इस तरह आप केवल एक ब्लैक होल और (परिणामस्वरूप) एक घटना क्षितिज प्राप्त कर सकते हैं।

ब्लैक होल के घटना क्षितिज के निर्माण को रोकने के लिए, प्रेत पदार्थ की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, विदेशी या प्रेत पदार्थ का मतलब ऐसे पदार्थ द्वारा ऊर्जा की स्थिति का उल्लंघन है। यह पहले से ही एक गणितीय अवधारणा है, लेकिन चिंतित न हों - मैं इसका वर्णन गणित के बिना करूंगा। जैसा कि आप एक स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम से जानते हैं, प्रत्येक भौतिक ठोस शरीर में लोचदार बल होते हैं जो इस शरीर के विरूपण का विरोध करते हैं (मैंने इसके बारे में पिछले अनुभाग में लिखा था)। मनमाने पदार्थ (तरल, गैस, आदि) के अधिक सामान्य मामले में हम पदार्थ के आंतरिक दबाव के बारे में बात करते हैं, या अधिक सटीक रूप से पदार्थ के घनत्व पर इस दबाव की निर्भरता के बारे में बात करते हैं।

भौतिकशास्त्री इस संबंध को पदार्थ की अवस्था का समीकरण कहते हैं।
इसलिए, पदार्थ की ऊर्जा स्थितियों का उल्लंघन होने के लिए, यह आवश्यक है कि दबाव और ऊर्जा घनत्व का योग नकारात्मक हो (ऊर्जा घनत्व द्रव्यमान घनत्व को प्रकाश की गति के वर्ग से गुणा किया जाता है)।

इसका मतलब क्या है?

खैर, सबसे पहले, यदि हम सकारात्मक द्रव्यमान पर विचार करते हैं, तो ऐसे प्रेत पदार्थ का दबाव नकारात्मक होना चाहिए। और दूसरी बात, मापांक में प्रेत पदार्थ का दबाव इतना बड़ा होना चाहिए कि ऊर्जा घनत्व में जोड़ने पर नकारात्मक मान दे सके।

प्रेत पदार्थ का एक और भी अधिक विदेशी संस्करण है: जब हम तुरंत नकारात्मक द्रव्यमान घनत्व पर विचार करते हैं और तब दबाव एक मौलिक भूमिका नहीं निभाता है, लेकिन बाद में उस पर और अधिक जानकारी देता है।

और इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह है कि सापेक्षता के सिद्धांत में पदार्थ (ऊर्जा) का घनत्व उस संदर्भ के फ्रेम पर निर्भर करता है जिसमें हम उन पर विचार करते हैं। प्रेत पदार्थ के लिए, यह इस तथ्य की ओर ले जाता है कि हमेशा एक संदर्भ फ्रेम होता है (प्रयोगशाला फ्रेम के सापेक्ष लगभग प्रकाश की गति से चलता हुआ) जिसमें प्रेत पदार्थ का घनत्व नकारात्मक हो जाता है। इस कारण से, प्रेत पदार्थ के लिए कोई बुनियादी अंतर नहीं है: चाहे उसका घनत्व सकारात्मक हो या नकारात्मक।

क्या ऐसा मामला भी अस्तित्व में है?

और अब ब्रह्माण्ड विज्ञान में डार्क एनर्जी की खोज को याद करने का समय आ गया है (इसे "डार्क मैटर" की अवधारणा के साथ भ्रमित न करें - यह एक पूरी तरह से अलग पदार्थ है)। पिछली शताब्दी के 90 के दशक में डार्क एनर्जी की खोज की गई थी, और ब्रह्मांड के देखे गए त्वरित विस्तार को समझाने के लिए इसकी आवश्यकता थी। हां, हां - ब्रह्मांड सिर्फ विस्तार नहीं कर रहा है, बल्कि त्वरण के साथ विस्तार कर रहा है।

7. ब्रह्माण्ड में वर्महोल कैसे बने होंगे

गुरुत्वाकर्षण के सभी मीट्रिक सिद्धांत (और उनमें से आइंस्टीन का सिद्धांत) टोपोलॉजी संरक्षण के सिद्धांत की पुष्टि करते हैं। इसका मतलब यह है कि यदि किसी वर्महोल में एक टोपोलॉजी है, तो समय के साथ वह दूसरी टोपोलॉजी नहीं रख पाएगा। इसका मतलब यह भी है कि यदि किसी स्थान में टोरस की टोपोलॉजी नहीं है, तो टोरस की टोपोलॉजी वाली वस्तुएं उसी स्थान पर दिखाई नहीं दे पाएंगी।

इसलिए, रिंगहोल्स (टोरस टोपोलॉजी वाले वर्महोल्स) विस्तारित ब्रह्मांड में प्रकट नहीं हो सकते हैं और गायब नहीं हो सकते हैं! वे। यदि "बिग बैंग" के दौरान टोपोलॉजी बाधित हो गई थी ("बिग बैंग" की प्रक्रिया को मीट्रिक सिद्धांत द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है - उदाहरण के लिए, आइंस्टीन का सिद्धांत), तो विस्फोट के पहले क्षणों में, "अंतरिक्ष- टाइम फोम" (मैंने इसके बारे में ऊपर लिखा है - रिंगहोल, जो बाद में उसी टोरस टोपोलॉजी के साथ अगम्य वर्महोल में बदल सकते हैं, लेकिन वे अब पूरी तरह से गायब नहीं हो पाएंगे - इसीलिए उन्हें अवशेष वर्महोल कहा जाता है।

लेकिन आइंस्टीन के सिद्धांत में एक गोले की टोपोलॉजी वाले वर्महोल प्रकट और गायब हो सकते हैं (हालांकि सख्ती से टोपोलॉजिकल भाषा में यह विभिन्न ब्रह्मांडों को जोड़ने वाले वर्महोल के समान एक गोले की टोपोलॉजी नहीं होगी, लेकिन मैं यहां इन गणितीय जंगलों में गहराई तक नहीं जाऊंगा) ) . मैं फिर से स्पष्ट कर सकता हूं कि एक गोले की टोपोलॉजी के साथ वर्महोल का निर्माण द्वि-आयामी सादृश्य के उदाहरण का उपयोग करके कैसे हो सकता है - चित्र 1 में आंकड़े संख्या 5 - 7 देखें। ऐसे द्वि-आयामी वर्महोल एक बच्चे की तरह "फुला" सकते हैं समतल रबर "ब्रह्मांड" में किसी भी बिंदु पर रबर की गेंद। इसके अलावा, ऐसी "मुद्रास्फीति" की प्रक्रिया में टोपोलॉजी का कहीं भी उल्लंघन नहीं होता है - कहीं भी कोई विराम नहीं होता है। त्रि-आयामी अंतरिक्ष (त्रि-आयामी क्षेत्र) में, सब कुछ सादृश्य द्वारा होता है - जैसा कि मैंने ऊपर वर्णित किया है।

8. क्या वर्महोल से टाइम मशीन बनाना संभव है?

साहित्यिक कृतियों में आप टाइम मशीन के बारे में कई अलग-अलग उपन्यास पा सकते हैं। दुर्भाग्य से, उनमें से अधिकांश मिथक हैं जिनका भौतिकी में आमतौर पर टाइम मशीन कहलाने वाली चीज़ से कोई लेना-देना नहीं है। तो भौतिकी में, टाइम मशीन को आमतौर पर भौतिक निकायों की बंद विश्व रेखाएं कहा जाता है। विश्व रेखा से हमारा तात्पर्य अंतरिक्ष में नहीं, बल्कि अंतरिक्ष-समय में खींचे गए पिंड के प्रक्षेप पथ से है!

इसके अलावा, इन रेखाओं की लंबाई में स्थूल आयाम होने चाहिए। अंतिम आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि क्वांटम भौतिकी में (माइक्रोवर्ल्ड में) कणों की बंद दुनिया की रेखाएं आम हैं। लेकिन क्वांटम दुनिया बिल्कुल अलग मामला है। इसमें, उदाहरण के लिए, एक क्वांटम टनलिंग प्रभाव होता है, जो एक माइक्रोपार्टिकल को संभावित बाधा (एक अपारदर्शी दीवार के माध्यम से) से गुजरने की अनुमति देता है। फिल्म सॉर्सेरर्स में नायक इवानुष्का (अलेक्जेंडर अब्दुलोव द्वारा अभिनीत) याद है, जहां वह दीवार के पार चला गया था? बेशक, एक परी कथा है, लेकिन विशुद्ध वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, एक बड़े स्थूल शरीर में भी एक दीवार (क्वांटम टनलिंग) से गुजरने की संभावना होती है।

लेकिन अगर हम इस संभावना की गणना करें, तो यह इतनी छोटी हो जाती है कि सफल क्वांटम टनलिंग के लिए आवश्यक प्रयासों की संख्या (जो इस छोटी संभावना से विभाजित एक के बराबर है) लगभग अनंत है। अधिक विशेष रूप से, ऐसे प्रयासों की संख्या ब्रह्मांड में सभी प्राथमिक कणों की संख्या से अधिक होनी चाहिए!

क्वांटम लूप से टाइम मशीन बनाने के प्रयास के साथ भी यही स्थिति है - लगभग अविश्वसनीय।

लेकिन हम फिर भी वर्महोल का उपयोग करके टाइम मशीन बनाने के मुद्दे पर लौटेंगे। इसके लिए (जैसा कि मैंने पहले ही कहा) हमें बंद विश्व रेखाओं की आवश्यकता है। वैसे, ऐसी रेखाएँ घूमते हुए ब्लैक होल के अंदर मौजूद होती हैं। वैसे, वे घूमते ब्रह्मांड (गोडेल के समाधान) के कुछ मॉडलों में मौजूद हैं।

लेकिन वर्महोल के अंदर ऐसी रेखाएँ दिखाई देने के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा:

सबसे पहले, वर्महोल एक रिंगहोल होना चाहिए, यानी। एक ही ब्रह्माण्ड के विभिन्न क्षेत्रों को जोड़ें।

और दूसरी बात, इस वर्महोल को काफी तेजी से (सही दिशा में) घूमना चाहिए।

यहां "पर्याप्त तेज़" वाक्यांश का अर्थ है कि इसमें घूमने वाले पदार्थ की गति प्रकाश की गति के करीब होनी चाहिए।

बस इतना ही? - आप पूछते हैं, क्या हम अतीत और पीछे की यात्रा कर पाएंगे? आज भौतिक विज्ञानी इस प्रश्न का गणितीय रूप से सही उत्तर नहीं दे सकते हैं। तथ्य यह है कि जिस गणितीय मॉडल की गणना करने की आवश्यकता है वह इतना जटिल है कि विश्लेषणात्मक समाधान बनाना असंभव है। इसके अलावा: आज रिंगहोल्स के लिए एक भी विश्लेषणात्मक समाधान नहीं है - कंप्यूटर पर केवल अनुमानित संख्यात्मक गणनाएं की जाती हैं।

मेरी व्यक्तिगत राय है कि भले ही एक बंद विश्व रेखा प्राप्त करना संभव हो, यह लूप बंद होने से पहले ही पदार्थ (जो इस लूप के साथ आगे बढ़ेगा) द्वारा नष्ट हो जाएगी। वे। टाइम मशीन असंभव है, अन्यथा हम समय में पीछे जा सकते थे और, उदाहरण के लिए, अपनी दादी को उनके बच्चों के जन्म से पहले ही मार सकते थे - तर्क में एक स्पष्ट विरोधाभास। वे। केवल टाइम लूप प्राप्त करना संभव है जो हमारे अतीत को प्रभावित नहीं कर सकता। उसी तार्किक कारण से, हम वर्तमान में रहते हुए भविष्य पर ध्यान नहीं दे पाएंगे। हमें केवल पूरी तरह से भविष्य में ले जाया जा सकता है, और यदि हम पहले ही इसमें प्रवेश कर चुके हैं तो इससे वापस लौटना असंभव होगा। अन्यथा, घटनाओं के बीच कारण-और-प्रभाव संबंध टूट जाएगा (और मेरी राय में यह असंभव है)।

9. वर्महोल और सतत गति

दरअसल, वर्महोल का स्वयं सतत गति से कोई सीधा संबंध नहीं है, लेकिन प्रेत पदार्थ (जो वर्महोल के स्थिर अस्तित्व के लिए आवश्यक है) की मदद से, सिद्धांत रूप में, तीसरे की तथाकथित सतत गति मशीन बनाना संभव है दयालु।

मैं आपको प्रेत पदार्थ के अद्भुत गुणों में से एक की याद दिलाना चाहता हूं (ऊपर देखें): हमेशा एक संदर्भ फ्रेम होता है (प्रयोगशाला फ्रेम के सापेक्ष लगभग प्रकाश की गति से चलता हुआ) जिसमें प्रेत पदार्थ का घनत्व नकारात्मक हो जाता है। आइए नकारात्मक द्रव्यमान (प्रेत पदार्थ से बना) वाले एक पिंड की कल्पना करें। सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार, यह पिंड सकारात्मक द्रव्यमान वाले एक साधारण पिंड की ओर आकर्षित होगा। दूसरी ओर, एक साधारण शरीर को नकारात्मक द्रव्यमान वाले शरीर से पीछे हटना होगा। यदि इन पिंडों का पूर्ण द्रव्यमान समान है, तो पिंड अनंत तक एक दूसरे का "पीछा" करेंगे।

तीसरे प्रकार की सतत गति मशीन के संचालन का सिद्धांत (विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक रूप से) इस प्रभाव पर आधारित है। हालाँकि, इस सिद्धांत से (राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की ज़रूरतों के लिए) ऊर्जा निकालने की संभावना को आज तक गणितीय या भौतिक रूप से कठोरता से सिद्ध नहीं किया गया है (हालाँकि ऐसे प्रयास कई बार किए गए हैं)।
इसके अलावा, वैज्ञानिक एक सतत गति मशीन बनाने की संभावना पर विश्वास नहीं करते थे और न ही करते हैं, और यह प्रेत पदार्थ के अस्तित्व और वर्महोल के खिलाफ मुख्य तर्क है... व्यक्तिगत रूप से, मैं भी एक बनाने की संभावना में विश्वास नहीं करता हूं सतत गति मशीन, लेकिन मैं प्रकृति में कुछ प्रकार के प्रेत पदार्थ के अस्तित्व की संभावना को स्वीकार करता हूं।

10. वर्महोल और ब्लैक होल के बीच संबंध

जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है, "बड़े धमाके" के बाद ब्रह्मांड में बनने वाले पहले अवशेष वर्महोल अंततः अगम्य हो सकते हैं। वे। उनके बीच से गुजरना असंभव है. गणितीय शब्दों में, इसका मतलब है कि वर्महोल पर एक "ट्रैपिंग होराइजन" दिखाई देता है, जिसे कभी-कभी अंतरिक्ष जैसी दृश्यता क्षितिज भी कहा जाता है। यहां तक ​​कि प्रकाश भी फंसे हुए क्षितिज के नीचे से बाहर नहीं निकल सकता है, और अन्य पदार्थ तो उससे भी कम बच सकते हैं।

आप पूछ सकते हैं: "क्या, क्षितिज भिन्न हैं?" हाँ, गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांतों में कई प्रकार के क्षितिज होते हैं, और जब वे कहते हैं कि एक ब्लैक होल में एक क्षितिज होता है, तो उनका मतलब आमतौर पर एक घटना क्षितिज होता है।

मैं और अधिक कहूंगा: वर्महोल में एक क्षितिज भी होना चाहिए, इस क्षितिज को दृश्यता क्षितिज कहा जाता है, और ऐसे क्षितिज भी कई प्रकार के होते हैं। लेकिन मैं यहाँ उस पर नहीं जाऊँगा।

इस प्रकार, यदि कोई वर्महोल अगम्य है, तो बाह्य रूप से इसे ब्लैक होल से अलग करना लगभग असंभव है। ऐसे वर्महोल का एकमात्र संकेत केवल एक मोनोपोल चुंबकीय क्षेत्र हो सकता है (हालाँकि वर्महोल में यह बिल्कुल भी नहीं हो सकता है)।

वाक्यांश "अनन्य फ़ील्ड" का अर्थ है कि फ़ील्ड सीधे वर्महोल से एक दिशा में निकलती है, अर्थात। मैदान या तो सभी तरफ से वर्महोल से बाहर आता है (हेजहोग की सुइयों की तरह), या इसमें सभी तरफ से प्रवेश करता है - चित्र 6 देखें।

ब्लैक होल में एक मोनोपोल चुंबकीय क्षेत्र का अस्तित्व तथाकथित प्रमेय "ब्लैक होल में बालों की अनुपस्थिति पर" द्वारा निषिद्ध है।

एक विद्युत मोनोपोल क्षेत्र के लिए, इस संपत्ति का आमतौर पर मतलब होता है कि सतह के अंदर एक विद्युत आवेश होता है जिसके नीचे क्षेत्र प्रवेश करता है (या छोड़ देता है)। लेकिन प्रकृति में चुंबकीय आवेश नहीं पाए गए हैं, इसलिए यदि कोई क्षेत्र किसी एक इनपुट पर वर्महोल में प्रवेश करता है, तो उसे इसे वर्महोल के दूसरे प्रवेश द्वार पर छोड़ना होगा (या इसके विपरीत)। इस प्रकार, सैद्धांतिक भौतिकी में एक दिलचस्प अवधारणा को लागू करना संभव है, इस अवधारणा को "आवेश रहित आवेश" कहा जाता है।

इसका मतलब यह है कि इसके प्रत्येक इनपुट पर एक चुंबकीय वर्महोल एक चुंबकीय चार्ज की तरह दिखेगा, लेकिन इनपुट के चार्ज विपरीत (+ और -) हैं और इसलिए वर्महोल इनपुट का कुल चार्ज शून्य है। वास्तव में, कोई चुंबकीय आवेश नहीं होना चाहिए, यह सिर्फ इतना है कि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र ऐसा व्यवहार करता है जैसे कि वहाँ हो - चित्र 6 देखें।

निष्क्रिय वर्महोल की अपनी विशिष्ट विशेषताएं होती हैं जिनका उपयोग उन्हें ब्लैक होल से अलग करने के लिए किया जा सकता है, और मैं इसके बारे में अगले भाग में लिखूंगा।
यदि वर्महोल अगम्य है, तो प्रेत पदार्थ का उपयोग करके इसे निष्क्रिय बनाया जा सकता है। अर्थात्, यदि हम किसी अगम्य वर्महोल को उसके एक प्रवेश द्वार से प्रेत पदार्थ से "पानी" देते हैं, तो यह विपरीत प्रवेश द्वार से निष्क्रिय हो जाएगा, और इसके विपरीत। सच है, सवाल उठता है और बना रहता है: एक यात्री (जो एक अगम्य वर्महोल से गुजरना चाहता है) अपने सहायक को उसके सामने वर्महोल के प्रवेश द्वार पर कैसे सूचित कर सकता है (क्षितिज द्वारा उससे बंद) कि वह (यात्री) पहले से ही निकट है उसका प्रवेश द्वार और अब प्रेत पदार्थ के साथ विपरीत प्रवेश द्वार को "पानी देना" शुरू करने का समय है, ताकि वर्महोल यात्री द्वारा वांछित दिशा में अर्ध-पारगम्य हो जाए।

इस प्रकार, एक अगम्य वर्महोल को पूरी तरह से पारगम्य बनाने के लिए, इसके दोनों प्रवेश द्वारों से एक साथ प्रेत पदार्थ के साथ "पानी" दिया जाना चाहिए। इसके अलावा, पर्याप्त मात्रा में प्रेत पदार्थ होना चाहिए; वास्तव में एक कठिन प्रश्न क्या है; इसका उत्तर केवल एक विशिष्ट मॉडल के लिए सटीक संख्यात्मक गणना द्वारा दिया जा सकता है (ऐसे मॉडल की गणना पहले ही वैज्ञानिक प्रकाशनों में की जा चुकी है)। खगोल भौतिकी में एक अभिव्यक्ति यह भी थी कि प्रेत पदार्थ इतना भयानक होता है कि यह ब्लैक होल को भी अपने आप में विलीन कर देता है! निष्पक्षता के लिए, यह कहा जाना चाहिए कि एक ब्लैक होल, घुलने पर, जरूरी नहीं कि वर्महोल बन जाए।

पर्याप्त मात्रा में साधारण पदार्थ, इसके विपरीत, वर्महोल को "लॉक" कर देता है, अर्थात। इसे अगम्य बनाता है. इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि इस अर्थ में, ब्लैक होल और वर्महोल का परस्पर रूपांतरण संभव है।

11. एक प्रकार के वर्महोल के रूप में काले और सफेद छेद

मेरा मानना ​​है कि अब तक पाठक यही सोचते रहे हैं कि ब्लैक होल ऐसी वस्तुएं हैं जिनसे कुछ भी बाहर नहीं आ सकता (यहां तक ​​कि प्रकाश भी)। यह पूर्णतः सत्य कथन नहीं है।

तथ्य यह है कि लगभग सभी ब्लैक होल में, विलक्षणता पदार्थ (और प्रकाश) को तब पीछे हटा देती है जब वह इसके बहुत करीब (पहले से ही ब्लैक होल के क्षितिज के नीचे) उड़ता है। इस घटना का एकमात्र अपवाद तथाकथित श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल हो सकता है, अर्थात। जो घूमते नहीं हैं और उन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता। लेकिन ऐसे श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल के निर्माण के लिए, इसके घटक पदार्थ को ऐसी प्रारंभिक स्थितियों की आवश्यकता होती है, जिसका माप सभी संभावित प्रारंभिक स्थितियों के सेट पर शून्य होता है!

दूसरे शब्दों में, जब कोई ब्लैक होल बनता है, तो उसमें निश्चित रूप से घूर्णन होगा (भले ही बहुत छोटा हो) और निश्चित रूप से एक विद्युत आवेश होगा (भले ही वह प्राथमिक हो), यानी। ब्लैक होल श्वार्ज़स्चिल्ड नहीं होगा। निम्नलिखित में मैं ऐसे ब्लैक होल को वास्तविक कहूंगा। वास्तविक ब्लैक होल का अपना वर्गीकरण होता है: केर (घूमने वाले ब्लैक होल के लिए), रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम (आवेशित ब्लैक होल के लिए) और केर-न्यूमैन (घूर्णन और आवेशित ब्लैक होल के लिए)।

उस कण का क्या होता है जो वास्तविक ब्लैक होल के अंदर एक विलक्षणता द्वारा प्रतिकर्षित होता है?

कण अब वापस उड़ने में सक्षम नहीं होगा - यह ब्लैक होल में भौतिकी के नियमों का खंडन करेगा, क्योंकि कण पहले ही घटना क्षितिज के अंतर्गत आ चुका है। लेकिन यह पता चला है कि ब्लैक होल के अंदर की टोपोलॉजी गैर-तुच्छ (जटिल) हो जाती है। इससे यह तथ्य सामने आता है कि ब्लैक होल के क्षितिज के नीचे गिरने के बाद, सभी पदार्थ, कण और प्रकाश विलक्षणता द्वारा दूसरे ब्रह्मांड में फेंक दिए जाते हैं।

ब्रह्मांड में जहां यह सब उड़ता है, वहां एक सफेद छेद है - इसमें से पदार्थ (कण, प्रकाश) बाहर उड़ता है। लेकिन सारे चमत्कार यहीं खत्म नहीं होते... सच तो यह है कि अंतरिक्ष में जहां यह व्हाइट होल है (दूसरे ब्रह्मांड में) उसी जगह पर एक ब्लैक होल भी है।

जो पदार्थ उस ब्लैक होल में गिरता है (दूसरे ब्रह्मांड में) उसी तरह की प्रक्रिया का अनुभव करता है और अगले ब्रह्मांड में उड़ जाता है। और इसी तरह... इसके अलावा, एक ब्रह्मांड से दूसरे ब्रह्मांड में गति हमेशा केवल एक ही दिशा में संभव है: अतीत से भविष्य तक (अंतरिक्ष-समय में)। यह दिशा किसी भी स्थान-समय में घटनाओं के बीच कारण-और-प्रभाव संबंध से जुड़ी है। सामान्य ज्ञान और तर्क के आधार पर, वैज्ञानिक मानते हैं कि कारण-और-प्रभाव संबंध को कभी नहीं तोड़ना चाहिए।

पाठक के पास एक तार्किक प्रश्न हो सकता है: क्या हमारे ब्रह्मांड में एक सफेद छेद होगा - जहां पहले से ही एक ब्लैक होल है, और जहां से पिछले ब्रह्मांड से पदार्थ उड़कर हमारे पास आ सकता है? ब्लैक होल की टोपोलॉजी के विशेषज्ञों के लिए, यह एक कठिन प्रश्न है और इसका उत्तर "हमेशा नहीं" है। लेकिन, सिद्धांत रूप में, ऐसी स्थिति मौजूद हो सकती है (जब हमारे ब्रह्मांड में एक ब्लैक होल दूसरे - पिछले ब्रह्मांड से एक सफेद छेद भी हो)। दुर्भाग्य से, हम अभी तक इस प्रश्न का उत्तर नहीं दे सकते हैं - कौन सी स्थिति अधिक संभावित है (क्या हमारे ब्रह्मांड में एक ब्लैक होल एक ही समय में पिछले ब्रह्मांड का एक सफेद छेद है या नहीं)।

तो, ऐसी वस्तुओं - काले और सफेद छेद - का दूसरा नाम भी है: "गतिशील वर्महोल"। उन्हें गतिशील कहा जाता है क्योंकि उनके पास हमेशा ब्लैक होल के क्षितिज के नीचे एक क्षेत्र होता है (इस क्षेत्र को टी-क्षेत्र कहा जाता है) जिसमें संदर्भ का एक कठोर फ्रेम बनाना असंभव है, और जिसमें सभी कण या पदार्थ होंगे आराम। टी-क्षेत्र में, पदार्थ हर समय न केवल गतिमान रहता है - यह हर समय अलग-अलग गति से गति करता है।

लेकिन वास्तविक ब्लैक होल में विलक्षणता और टी-क्षेत्र के बीच हमेशा एक सामान्य क्षेत्र के साथ एक स्थान रहता है, इस क्षेत्र को आर-क्षेत्र कहा जाता है। विशेष रूप से, ब्लैक होल के बाहर के स्थान में भी R-क्षेत्र के गुण होते हैं। तो, विलक्षणता से पदार्थ का प्रतिकर्षण ठीक आंतरिक आर-क्षेत्र में होता है।

चित्र 7. (लेखक ने चित्र के आधार के रूप में रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम ब्लैक होल के लिए कार्टर-पेनरोज़ आरेख लिया) बाईं ओर का चित्र योजनाबद्ध रूप से रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम ब्लैक की एक गैर-तुच्छ (जटिल) टोपोलॉजी के साथ एक स्थान को दर्शाता है। -और-सफ़ेद छेद (कार्टर-पेनरोज़ आरेख)। दाईं ओर इस काले और सफेद छेद के माध्यम से एक कण का मार्ग है: काले घेरे के बाहर बाहरी आर-क्षेत्र है, हरे और काले घेरे के बीच टी-क्षेत्र है, हरे घेरे के नीचे आंतरिक आर-क्षेत्र है। क्षेत्र और विलक्षणता.

इन कारणों से, एक ही समय में दोनों ब्रह्मांडों में एक काले और सफेद छेद को पार करने वाले कण के एकल प्रक्षेप पथ की गणना और निर्माण करना असंभव है। इस तरह के निर्माण के लिए, वांछित प्रक्षेपवक्र को दो खंडों में विभाजित करना और आंतरिक आर-क्षेत्र में इन खंडों को एक साथ "सिलना" आवश्यक है (केवल वहां यह किया जा सकता है) - चित्र 7 देखें।

जैसा कि मैंने पहले लिखा है, ज्वारीय बल किसी पदार्थ को दूसरे ब्रह्मांड में पहुंचने से पहले ही टुकड़े-टुकड़े कर सकते हैं। इसके अलावा, एक काले और सफेद छेद के अंदर, अधिकतम ज्वारीय बल न्यूनतम त्रिज्या (आंतरिक आर-क्षेत्र में) के बिंदु पर प्राप्त होते हैं। एक वास्तविक ब्लैक होल अपने गुणों में श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल के जितना करीब होगा, ये ताकतें अपने अधिकतम स्तर पर उतनी ही अधिक होंगी, और पदार्थ को विनाश के बिना ब्लैक-एंड-व्हाइट होल पर काबू पाने की संभावना उतनी ही कम होगी।

वास्तविक ब्लैक होल के ये गुण उनके स्पिन के माप (यह उनके द्रव्यमान के वर्ग से विभाजित उनका कोणीय संवेग है) और उनके आवेश के माप (यह उनके द्रव्यमान से विभाजित उनका आवेश है) द्वारा निर्धारित होते हैं। वास्तविक ब्लैक होल के लिए इनमें से प्रत्येक गुण (ये माप) एक से अधिक नहीं हो सकते। इसलिए, इनमें से कोई भी उपाय जितना बड़ा होगा, ऐसे ब्लैक होल में ज्वारीय बल अपने अधिकतम स्तर पर उतने ही कम होंगे, और पदार्थ (या किसी व्यक्ति) के लिए विनाश के बिना ऐसे ब्लैक और व्हाइट होल पर काबू पाने की संभावना उतनी ही अधिक होगी। इसके अलावा, चाहे यह कितना भी विरोधाभासी क्यों न लगे, वास्तविक ब्लैक होल जितना भारी होगा, ज्वारीय बल अपने अधिकतम स्तर पर उतने ही कम होंगे!

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ज्वारीय बल केवल गुरुत्वाकर्षण बल नहीं हैं, बल्कि गुरुत्वाकर्षण बल का एक ढाल (यानी, गुरुत्वाकर्षण बल के परिवर्तन की दर) हैं। इसलिए, ब्लैक होल जितना बड़ा होगा, उसमें गुरुत्वाकर्षण बल उतनी ही धीमी गति से बदलेंगे (इस तथ्य के बावजूद कि गुरुत्वाकर्षण बल स्वयं बहुत बड़े हो सकते हैं)। इसलिए, बड़े ब्लैक होल में गुरुत्वाकर्षण प्रवणता (अर्थात् ज्वारीय बल) छोटी होगी।

उदाहरण के लिए, कई मिलियन सौर द्रव्यमान वाले एक ब्लैक होल के लिए (हमारी आकाशगंगा के केंद्र में ≈ 4.3 मिलियन सौर द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल है), इसके क्षितिज पर ज्वारीय बल एक व्यक्ति के लिए काफी छोटे हैं वहाँ उड़ना और, साथ ही, ऐसा कुछ भी नहीं जो मुझे उस समय महसूस न होता जब वह क्षितिज से गुज़रता। और ब्रह्मांड में बहुत भारी ब्लैक होल भी हैं - कई अरब सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान के साथ (उदाहरण के लिए, क्वासर एम87 में) ... मैं समझाऊंगा कि क्वासर दूर की आकाशगंगाओं के सक्रिय (चमकीले चमकते) नाभिक हैं .

चूंकि, जैसा कि मैंने लिखा है, पदार्थ या प्रकाश अभी भी विनाश के बिना एक काले और सफेद छेद के माध्यम से एक ब्रह्मांड से दूसरे ब्रह्मांड में उड़ सकते हैं, ऐसी वस्तुओं को सही मायने में प्रेत पदार्थ के बिना एक अन्य प्रकार का वर्महोल कहा जा सकता है। इसके अलावा, ब्रह्मांड में इस विशेष प्रकार के गतिशील वर्महोल का अस्तित्व व्यावहारिक रूप से सिद्ध माना जा सकता है!

लेखक द्वारा मूल वीडियो (उनके प्रकाशन से), एक धूल के गोले के मुक्त, रेडियल पतन को एक काले और सफेद छेद में दर्शाता है (गोले पर सभी धूल के कण मोनोक्रोम हरे रंग में चमकते हैं)। इस काले और सफेद रीस्नर-नॉर्डस्ट्रॉम छेद की कॉची क्षितिज त्रिज्या बाहरी क्षितिज की त्रिज्या से 2 गुना छोटी है। प्रेक्षक भी स्वतंत्र रूप से और रेडियल रूप से (इस क्षेत्र का अनुसरण करते हुए) गिरता है, लेकिन थोड़ी अधिक दूरी से।

इस मामले में, प्रारंभ में गोले के धूल कणों से हरे फोटॉन लाल (और फिर बैंगनी) गुरुत्वाकर्षण बदलाव के साथ पर्यवेक्षक तक पहुंचते हैं। यदि पर्यवेक्षक काले और सफेद छेद के सापेक्ष गतिहीन रहता है, तो गोले के दृश्यता क्षितिज को पार करने के बाद, पर्यवेक्षक के लिए फोटॉनों की लाल पारी अनंत हो जाएगी और वह अब इस धूल के गोले का निरीक्षण नहीं कर पाएगा। लेकिन प्रेक्षक की मुक्त गिरावट के लिए धन्यवाद, वह हर समय गोले को देख सकता है (यदि हम फोटॉनों की मजबूत लाल पारी को ध्यान में नहीं रखते हैं) - सहित। और वे क्षण जब गोला दोनों क्षितिजों को पार करता है, और जब पर्यवेक्षक स्वयं इन क्षितिजों को पार करता है, और तब भी जब गोला इस गतिशील वर्महोल (काले और सफेद छेद) की गर्दन से गुजरता है - और धूल के कणों का दूसरे ब्रह्मांड में बाहर निकलना .

नीचे पर्यवेक्षक के लिए एक त्रिज्या पैमाना है (पीले निशान से चिह्नित), धूल के गोले का बिंदु पर्यवेक्षक के सबसे करीब है (हरे निशान से चिह्नित), धूल के गोले का वह बिंदु जो पर्यवेक्षक से सबसे दूर है जहां से फोटॉन आते हैं पर्यवेक्षक के पास आएं (पतले सफेद निशान से चिह्नित), साथ ही क्षितिज ब्लैक होल (लाल निशान), कॉची क्षितिज (नीला निशान), और गले बिंदु (बैंगनी निशान) का स्थान।

12.मल्टीवर्स

मल्टीवर्स की अवधारणा आमतौर पर हमारे आस-पास के स्थान की गैर-तुच्छ टोपोलॉजी से पहचानी जाती है। इसके अलावा, क्वांटम भौतिकी में "मल्टीवर्स" की अवधारणा के विपरीत, उनका मतलब पर्याप्त रूप से बड़े स्थानिक पैमाने से है, जिस पर क्वांटम प्रभावों को पूरी तरह से नजरअंदाज किया जा सकता है। एक गैर-तुच्छ टोपोलॉजी क्या है? मैं इसे सरल उदाहरणों से समझाऊंगा। आइए प्लास्टिसिन से बनी दो वस्तुओं की कल्पना करें: एक हैंडल वाला एक साधारण कप और इस कप के लिए एक तश्तरी।

प्लास्टिसिन को फाड़े बिना और सतहों को चिपकाए बिना, लेकिन केवल प्लास्टिसिन के प्लास्टिक विरूपण से, एक तश्तरी को एक गेंद में बदल दिया जा सकता है, लेकिन इसे कप या डोनट में बदलना किसी भी तरह से संभव नहीं है। एक कप के लिए यह दूसरा तरीका है: इसके हैंडल के कारण, कप को तश्तरी या गेंद में नहीं बदला जा सकता है, लेकिन इसे डोनट में बदला जा सकता है। एक तश्तरी और एक गेंद के ये सामान्य गुण उनकी सामान्य टोपोलॉजी - एक गोले की टोपोलॉजी, और एक कप और एक डोनट के सामान्य गुण - एक टोरस की टोपोलॉजी से मेल खाते हैं।

तो, एक गोले (तश्तरी और गेंद) की टोपोलॉजी को तुच्छ माना जाता है, और एक टोरस (कप और डोनट) की अधिक जटिल टोपोलॉजी को गैर-तुच्छ माना जाता है, हालांकि अन्य और भी अधिक जटिल प्रकार के गैर-तुच्छ हैं -तुच्छ टोपोलॉजी - न केवल टोरस की टोपोलॉजी। हमारे आस-पास के ब्रह्मांड में कम से कम तीन स्थानिक (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई) और एक समय आयाम शामिल हैं, और टोपोलॉजी की अवधारणाएं स्पष्ट रूप से हमारी दुनिया में स्थानांतरित हो जाती हैं।

इस प्रकार, यदि एक गोले की टोपोलॉजी वाले दो अलग-अलग ब्रह्मांड केवल एक वर्महोल (डम्बल) से जुड़े हुए हैं, तो परिणामी ब्रह्मांड में एक गोले की एक तुच्छ टोपोलॉजी भी होगी। लेकिन यदि एक ब्रह्मांड के दो अलग-अलग हिस्से एक वर्महोल (वजन) द्वारा एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, तो ऐसे ब्रह्मांड में एक गैर-तुच्छ टोरस टोपोलॉजी होगी।

यदि एक गोले की टोपोलॉजी वाले दो अलग-अलग ब्रह्मांड दो या दो से अधिक वर्महोल से जुड़े हुए हैं, तो परिणामी ब्रह्मांड में एक गैर-तुच्छ टोपोलॉजी होगी। कई वर्महोल्स से जुड़े ब्रह्मांडों की एक प्रणाली में भी एक गैर-तुच्छ टोपोलॉजी होगी यदि कम से कम एक बंद रेखा है जिसे किसी भी चिकनी विरूपण द्वारा एक बिंदु पर एक साथ नहीं खींचा जा सकता है।

अपने सभी आकर्षण के बावजूद, वर्महोल में दो महत्वपूर्ण कमियां हैं: वे अस्थिर हैं और उनके अस्तित्व के लिए विदेशी (या प्रेत) पदार्थ की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। और यदि उनकी स्थिरता अभी भी कृत्रिम रूप से महसूस की जा सकती है, तो कई वैज्ञानिक प्रेत पदार्थ के अस्तित्व की संभावना पर विश्वास नहीं करते हैं। उपरोक्त के आधार पर, ऐसा लग सकता है कि वर्महोल के बिना मल्टीवर्स का अस्तित्व असंभव है। लेकिन यह पता चला है कि ऐसा नहीं है: वास्तविक ब्लैक होल का अस्तित्व मल्टीवर्स के अस्तित्व के लिए काफी पर्याप्त है।

जैसा कि मैंने पहले ही कहा, सभी ब्लैक होल के अंदर एक विलक्षणता होती है - यह एक ऐसा क्षेत्र है जिसमें ऊर्जा और पदार्थ का घनत्व अनंत मूल्यों तक पहुंचता है। लगभग सभी ब्लैक होल में, विलक्षणता पदार्थ (और प्रकाश) को तब पीछे हटा देती है जब वह इसके बहुत करीब आ जाता है (पहले से ही ब्लैक होल के क्षितिज के नीचे)।

इस घटना का एकमात्र अपवाद तथाकथित श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल हो सकते हैं, यानी वे जो बिल्कुल नहीं घूमते हैं और जिनमें कोई विद्युत आवेश नहीं होता है। श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल में एक तुच्छ टोपोलॉजी होती है। लेकिन ऐसे श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल के निर्माण के लिए, इसे बनाने वाले पदार्थ को ऐसी प्रारंभिक स्थितियों की आवश्यकता होती है, जिसका माप सभी संभावित प्रारंभिक स्थितियों के सेट पर शून्य होता है!

दूसरे शब्दों में, जब कोई ब्लैक होल बनेगा तो उसमें निश्चित रूप से घूर्णन होगा (भले ही बहुत छोटा हो) और निश्चित रूप से विद्युत आवेश होगा (भले ही प्राथमिक हो), अर्थात ब्लैक होल श्वार्ज़स्चिल्ड नहीं होगा। मैं ऐसे ब्लैक होल को वास्तविक कहता हूं।

श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल में अनंत छोटे क्षेत्र के केंद्रीय क्षेत्र के अंदर एक विलक्षणता होती है। एक वास्तविक ब्लैक होल में एक रिंग पर विलक्षणता होती है जो ब्लैक होल के दोनों क्षितिजों के नीचे भूमध्यरेखीय तल में स्थित होती है। यहां यह जोड़ने लायक है कि, श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल के विपरीत, एक वास्तविक ब्लैक होल में एक नहीं, बल्कि दो क्षितिज होते हैं। इसके अलावा, इन क्षितिजों के बीच अंतरिक्ष और समय के गणितीय संकेत स्थान बदलते हैं (हालांकि इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि स्थान और समय स्वयं स्थान बदलते हैं, जैसा कि कुछ वैज्ञानिक मानते हैं)।

उस कण का क्या होगा जो एक वास्तविक ब्लैक होल के अंदर (पहले से ही इसके आंतरिक क्षितिज के नीचे) एक विलक्षणता द्वारा प्रतिकर्षित होता है? कण अब वापस उड़ने में सक्षम नहीं होगा: यह ब्लैक होल में भौतिकी और कारणता के नियमों का खंडन करेगा, क्योंकि कण पहले ही घटना क्षितिज के अंतर्गत आ चुका है। यह इस तथ्य की ओर ले जाता है कि वास्तविक ब्लैक होल के आंतरिक क्षितिज के नीचे गिरने के बाद, कोई भी पदार्थ, कण, प्रकाश विलक्षणता द्वारा दूसरे ब्रह्मांड में फेंक दिया जाता है।

ऐसा इसलिए है, क्योंकि श्वार्ज़स्चिल्ड ब्लैक होल के विपरीत, वास्तविक ब्लैक होल के अंदर की टोपोलॉजी गैर-तुच्छ होती है। क्या यह आश्चर्यजनक नहीं है? यहां तक ​​कि ब्लैक होल के थोड़े से घूमने से भी इसकी टोपोलॉजी के गुणों में आमूल-चूल परिवर्तन हो जाता है! ब्रह्माण्ड में जहाँ पदार्थ फिर उड़ जाता है, वहाँ एक श्वेत छिद्र है - हर चीज़ उसमें से उड़ जाती है। लेकिन सारे चमत्कार यहीं ख़त्म नहीं होते... सच तो ये है कि अंतरिक्ष में जहां ये व्हाइट होल है, उसी जगह दूसरे ब्रह्मांड में भी एक ब्लैक होल है. जो पदार्थ किसी अन्य ब्रह्मांड में उस ब्लैक होल में गिरता है वह इसी तरह की प्रक्रिया से गुजरता है और अगले ब्रह्मांड में उड़ जाता है, इत्यादि।

इसके अलावा, एक ब्रह्मांड से दूसरे ब्रह्मांड में गति हमेशा केवल एक ही दिशा में संभव है - अतीत से भविष्य तक (अंतरिक्ष-समय में)। यह दिशा किसी भी स्थान-समय में घटनाओं के बीच कारण-और-प्रभाव संबंध से जुड़ी है। सामान्य ज्ञान और तर्क के आधार पर, वैज्ञानिक मानते हैं कि कारण-और-प्रभाव संबंध को कभी नहीं तोड़ना चाहिए। ऐसी वस्तु को आमतौर पर ब्लैक-एंड-व्हाइट होल कहा जाता है (इस अर्थ में, वर्महोल को व्हाइट-व्हाइट होल कहा जा सकता है)। यह मल्टीवर्स है, जो वास्तविक ब्लैक होल के अस्तित्व के कारण अस्तित्व में है, और इसके अस्तित्व के लिए वर्महोल और प्रेत पदार्थ का अस्तित्व आवश्यक नहीं है।

मेरा मानना ​​है कि अधिकांश पाठकों के लिए यह कल्पना करना कठिन होगा कि अंतरिक्ष के एक ही क्षेत्र में (ब्लैक होल के क्षितिज त्रिज्या वाले एक ही क्षेत्र के भीतर) दो मौलिक रूप से भिन्न वस्तुएं होंगी: एक ब्लैक होल और एक व्हाइट होल। लेकिन गणितीय रूप से इसे काफी सख्ती से सिद्ध किया जा सकता है।

मैं पाठक को एक सरल मॉडल की कल्पना करने के लिए आमंत्रित करता हूं: एक घूमने वाले दरवाजे के साथ एक इमारत का प्रवेश द्वार (और निकास)। यह दरवाजा केवल एक ही दिशा में घूम सकता है। इमारत के अंदर, इस दरवाजे के पास प्रवेश और निकास को टर्नस्टाइल द्वारा अलग किया गया है, जिससे आगंतुकों को केवल एक दिशा (प्रवेश या निकास) से गुजरने की अनुमति मिलती है, लेकिन इमारत के बाहर कोई टर्नस्टाइल नहीं है। आइए कल्पना करें कि इमारत के अंदर ये टर्नस्टाइल पूरी इमारत को 2 भागों में विभाजित करते हैं: इमारत से बाहर निकलने के लिए ब्रह्मांड नंबर 1 और इसमें प्रवेश करने के लिए ब्रह्मांड नंबर 3, और इमारत के बाहर ब्रह्मांड नंबर 2 है - वह जिसमें आप और में जिंदा हूँ। इमारत के अंदर, टर्नस्टाइल भी केवल नंबर 1 से नंबर 3 की दिशा में आवाजाही की अनुमति देते हैं। ऐसा सरल मॉडल एक काले और सफेद छेद की क्रिया को अच्छी तरह से दर्शाता है और बताता है कि एक इमारत के बाहर, प्रवेश करने वाले और बाहर निकलने वाले आगंतुक एक-दूसरे से टकरा सकते हैं, लेकिन एक इमारत के अंदर वे आंदोलन की यूनिडायरेक्शनलता के कारण नहीं टकरा सकते (बिल्कुल कणों की तरह) संगत ब्रह्मांडों में पदार्थ)।

वास्तव में, किसी अन्य ब्रह्मांड में इस तरह के निष्कासन के दौरान पदार्थ के साथ आने वाली घटनाएं काफी जटिल प्रक्रियाएं हैं। उनमें मुख्य भूमिका गुरुत्वाकर्षण ज्वारीय बलों द्वारा निभाई जाने लगती है, जिसके बारे में मैंने ऊपर लिखा था। हालाँकि, यदि ब्लैक होल के अंदर जाने वाला पदार्थ विलक्षणता तक नहीं पहुंचता है, तो उस पर कार्य करने वाले ज्वारीय बल हमेशा सीमित रहते हैं और इस प्रकार, रोबोट (या यहां तक ​​कि एक व्यक्ति) के लिए वहां से गुजरना मौलिक रूप से संभव हो जाता है। बिना कोई नुकसान पहुंचाए ऐसा काला-सफ़ेद छेद। इसके अलावा, ब्लैक होल जितना बड़ा और विशाल होगा, ज्वारीय बल अपने अधिकतम स्तर पर उतने ही कम होंगे...

पाठक के पास एक तार्किक प्रश्न हो सकता है: क्या हमारे ब्रह्मांड में एक सफेद छेद होगा जहां पहले से ही एक ब्लैक होल है, और जहां से पिछले ब्रह्मांड से पदार्थ हमारे पास आ सकता है? ब्लैक होल टोपोलॉजी के विशेषज्ञों के लिए, यह एक कठिन प्रश्न है, और इसका उत्तर है "हमेशा नहीं।" लेकिन, सिद्धांत रूप में, ऐसी स्थिति मौजूद हो सकती है - जब हमारे ब्रह्मांड में एक ब्लैक होल किसी अन्य, पिछले ब्रह्मांड का एक सफेद छेद भी हो। प्रश्न का उत्तर दें "कौन सी स्थिति अधिक संभावित है?" (क्या हमारे ब्रह्मांड में मौजूद ब्लैक होल भी पिछले ब्रह्मांड का एक व्हाइट होल है या नहीं), हम, दुर्भाग्य से, अभी तक नहीं कर सकते हैं।

बेशक, आज और निकट भविष्य में किसी ब्लैक होल में एक रोबोट भेजना भी तकनीकी रूप से संभव नहीं होगा, लेकिन वर्महोल और ब्लैक-एंड-व्हाइट होल की विशेषता वाले कुछ भौतिक प्रभावों और घटनाओं में ऐसे अद्वितीय गुण हैं जो आज अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान के पास हैं। उनका पता लगाने के करीब आएं और परिणामस्वरूप, ऐसी वस्तुओं की खोज करें।

13.एक शक्तिशाली दूरबीन से वर्महोल कैसा दिखना चाहिए

जैसा कि मैंने पहले ही लिखा है, यदि कोई वर्महोल अगम्य है, तो उसे ब्लैक होल से अलग करना बहुत मुश्किल होगा। लेकिन अगर यह पारित होने योग्य है, तो इसके माध्यम से आप दूसरे ब्रह्मांड में वस्तुओं और सितारों का निरीक्षण कर सकते हैं।

चित्र 9. (लेखक द्वारा मूल चित्र)
बायां पैनल उसी ब्रह्मांड (1 मिलियन समान, समान रूप से वितरित तारे) में एक गोलाकार छेद के माध्यम से देखे गए तारों वाले आकाश के एक खंड को दिखाता है। मध्य पैनल दूसरे ब्रह्मांड के तारों वाले आकाश को दिखाता है, जिसे एक स्थिर वर्महोल (दूसरे ब्रह्मांड में 210,069 समान और समान रूप से वितरित सितारों से 1 मिलियन अलग-अलग छवियां) के माध्यम से देखा जाता है। दायां पैनल दूसरे ब्रह्मांड के तारों वाले आकाश को दिखाता है जैसा कि एक काले और सफेद छेद के माध्यम से देखा जाता है (दूसरे ब्रह्मांड में 58,892 समान और समान रूप से वितरित सितारों से 1 मिलियन अलग-अलग छवियां)।

आइए तारों वाले आकाश के सबसे सरल (काल्पनिक) मॉडल पर विचार करें: आकाश में बहुत सारे समान तारे हैं, और ये सभी तारे आकाशीय क्षेत्र में समान रूप से वितरित हैं। फिर उसी ब्रह्मांड में एक गोलाकार छेद के माध्यम से देखे गए इस आकाश का चित्र चित्र 9 के बाएं पैनल में दिखाया गया होगा। यह बायां पैनल 1 मिलियन समान, समान दूरी वाले सितारों को दिखाता है, इसलिए छवि लगभग एक समान, गोलाकार बूँद की तरह दिखाई देती है।

यदि हम उसी तारों वाले आकाश (दूसरे ब्रह्मांड में) को वर्महोल (हमारे ब्रह्मांड से) की गर्दन के माध्यम से देखते हैं, तो इन तारों की छवियों की तस्वीर लगभग वैसी ही दिखेगी जैसा कि दिखाया गया है

वर्महोल अंतरिक्ष-समय के माध्यम से एक सैद्धांतिक मार्ग है जो गंतव्यों के बीच शॉर्टकट बनाकर पूरे ब्रह्मांड में लंबी यात्राओं को काफी छोटा कर सकता है। वर्महोल के अस्तित्व की भविष्यवाणी सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा की जाती है। लेकिन सुविधा के साथ-साथ, उनमें अत्यधिक खतरे भी हो सकते हैं: अचानक ढहने का खतरा, उच्च विकिरण और विदेशी पदार्थ के साथ खतरनाक संपर्क।

वर्महोल, या "वर्महोल" का सिद्धांत

1935 में, भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन और नाथन रोसेन ने अंतरिक्ष-समय में "पुलों" के अस्तित्व का प्रस्ताव करने के लिए सापेक्षता के सिद्धांत का उपयोग किया। ये रास्ते, जिन्हें आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज या वर्महोल कहा जाता है, अंतरिक्ष-समय में दो अलग-अलग बिंदुओं को जोड़ते हैं, सैद्धांतिक रूप से सबसे छोटे गलियारे बनाते हैं जो यात्रा की दूरी और समय को कम करते हैं।

वर्महोल के दो मुंह एक आम गर्दन से जुड़े होते हैं। मुँह का आकार संभवतः गोलाकार होता है। गर्दन का भाग सीधा हो सकता है, लेकिन यह मुड़ा हुआ भी हो सकता है, जो नियमित मार्ग जितना लंबा होता जाएगा।

आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गणितीय रूप से वर्महोल के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, लेकिन आज तक कोई भी नहीं खोजा गया है। एक नकारात्मक द्रव्यमान वर्महोल को पास से गुजरने वाले प्रकाश पर उसके गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण ट्रैक किया जा सकता है।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के कुछ समाधान "वर्महोल" के अस्तित्व की अनुमति देते हैं, जिसका प्रत्येक प्रवेश द्वार (मुंह) एक ब्लैक होल है। हालाँकि, किसी मरते हुए तारे के ढहने से बनने वाले प्राकृतिक ब्लैक होल स्वयं वर्महोल का निर्माण नहीं करते हैं।

वर्महोल के माध्यम से

विज्ञान कथाएं वर्महोल के माध्यम से यात्रा की कहानियों से भरी पड़ी हैं। लेकिन वास्तव में, ऐसी यात्रा बहुत अधिक जटिल होती है, और केवल इसलिए नहीं कि हमें पहले ऐसे वर्महोल की खोज करनी होगी।

पहली समस्या आकार की है. माना जाता है कि अवशेष वर्महोल सूक्ष्म स्तर पर मौजूद होते हैं, जिनका व्यास लगभग 10 -33 सेंटीमीटर होता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, यह संभव है कि उनमें से कुछ बड़े आकार में विकसित हो गए।

एक और समस्या स्थिरता से उत्पन्न होती है। अधिक सटीक रूप से, इसकी अनुपस्थिति के कारण। आइंस्टीन-रोसेन ने जिन वर्महोल्स की भविष्यवाणी की थी वे यात्रा के लिए बेकार होंगे क्योंकि वे बहुत जल्दी ढह जाते हैं। लेकिन हाल के शोध से पता चला है कि "विदेशी पदार्थ" वाले वर्महोल लंबे समय तक खुले और अपरिवर्तित रह सकते हैं।

विदेशी पदार्थ, जिसे डार्क मैटर या एंटीमैटर के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, में नकारात्मक घनत्व और भारी नकारात्मक दबाव होता है। ऐसे पदार्थ का पता केवल क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के ढांचे के भीतर कुछ निर्वात अवस्थाओं के व्यवहार में ही लगाया जा सकता है।

यदि वर्महोल में पर्याप्त विदेशी पदार्थ होते हैं, या तो स्वाभाविक रूप से पाए जाते हैं या कृत्रिम रूप से जोड़े जाते हैं, तो उन्हें सैद्धांतिक रूप से अंतरिक्ष के माध्यम से सूचना या गलियारे को प्रसारित करने के तरीके के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

वर्महोल न केवल एक ही ब्रह्मांड के दो अलग-अलग छोरों को जोड़ सकते हैं, बल्कि वे दो अलग-अलग ब्रह्मांडों को भी जोड़ सकते हैं। साथ ही, कुछ वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि यदि एक वर्महोल प्रवेश द्वार एक निश्चित तरीके से आगे बढ़े, तो यह उपयोगी हो सकता है टाइम ट्रेवल . हालाँकि, उनके विरोधियों, जैसे कि ब्रिटिश ब्रह्मांड विज्ञानी स्टीफ़न हॉकिंग, का तर्क है कि ऐसा उपयोग संभव नहीं है।

हालांकि वर्महोल में विदेशी पदार्थ जोड़ने से यह इस हद तक स्थिर हो सकता है कि मानव प्रजातियां इसके माध्यम से सुरक्षित रूप से यात्रा कर सकें, फिर भी संभावना है कि "नियमित" पदार्थ जोड़ना पोर्टल को अस्थिर करने के लिए पर्याप्त होगा।

वर्तमान तकनीक वर्महोल को बड़ा करने या स्थिर करने के लिए पर्याप्त नहीं है, भले ही वे निकट भविष्य में पाए जाएं। हालाँकि, वैज्ञानिक इस अवधारणा को अंतरिक्ष यात्रा की एक विधि के रूप में इस उम्मीद के साथ तलाशना जारी रखते हैं कि प्रौद्योगिकी अंततः सामने आएगी और वे अंततः वर्महोल का उपयोग करने में सक्षम होंगे।

Space.com की सामग्री पर आधारित

1. वर्महोल्स का उपयोग करके समय यात्रा टाइम मशीन की अवधारणा, जिसका उपयोग कई विज्ञान कथा कार्यों में किया जाता है, आमतौर पर एक अविश्वसनीय डिवाइस की छवियों को सामने लाती है। लेकिन सामान्य सिद्धांत के अनुसार...
2. क्या हम आश्वस्त हो सकते हैं कि समय यात्री हमारे अतीत को नहीं बदलेंगे? आमतौर पर, हम यह मान लेते हैं कि हमारा अतीत एक स्थापित और अपरिवर्तनीय तथ्य है। इतिहास वैसा ही है जैसा हम उसे याद रखते हैं....

वर्महोल या वर्महोल, सिद्धांत रूप में, समय और स्थान का एक प्रतिच्छेदन है जो पूरे ब्रह्मांड में लंबी दूरी की यात्रा के समय को काफी कम कर देता है। "वर्महोल" की अवधारणा का जन्म सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के कारण हुआ था। वर्महोल का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है और यह अज्ञात पदार्थ, उच्च विकिरण और अन्य अज्ञात पतन के साथ अचानक संपर्क के रूप में एक बड़ा खतरा पैदा करता है।

वर्महोल सिद्धांत

1935 में, भौतिकविदों और नाथन रोसेन ने सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत की खोज की, जिसने अंतरिक्ष और समय के बीच "पुलों" के अस्तित्व का प्रस्ताव रखा। इन रास्तों को "आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज" या वर्महोल कहा जाता है। ये पुल समय और स्थान में दो अलग-अलग बिंदुओं को जोड़ते हैं, सैद्धांतिक रूप से एक पथ बनाते हैं जो यात्रा के समय और यात्रा की दूरी को कम करता है।

सिद्धांत रूप में, इसमें दो छेद होते हैं, जिन्हें फिर जोड़ा जाता है। इन छिद्रों की शुरुआत संभवतः गोलाकार होती है। फिर वे एक सीधे खंड में चले जाते हैं, हालांकि यह संभव है कि यह एक वृत्त बना सकता है, जो यात्री को पारंपरिक मार्ग की तुलना में लंबा रास्ता प्रदान करता है।

आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत गणितीय रूप से वर्महोल के अस्तित्व का सुझाव देता है, लेकिन आज तक खगोल भौतिकीविदों द्वारा किसी की खोज नहीं की गई है। सीएन की उपस्थिति का सुझाव देने वाली एकमात्र चीज नकारात्मक द्रव्यमान है, जिसका पता उसके गुरुत्वाकर्षण द्वारा गुजरने वाले प्रकाश को प्रभावित करने के तरीके से लगाया जा सकता है।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के कुछ कथन वर्महोल के अस्तित्व की अनुमति देते हैं, जिनमें से कुछ ब्लैक होल से बने होते हैं। सच है, अपनी प्रकृति से, एक ब्लैक होल, जो एक मरते हुए तारे के विस्फोट से उत्पन्न होता है, स्वयं एक वर्महोल नहीं बना सकता है।

विज्ञान कथाएं वर्महोल के माध्यम से यात्रा की कहानियों से भरी पड़ी हैं। लेकिन ऐसी यात्रा की हकीकत अभी वास्तविक नहीं लगती.

पहली समस्या वर्महोल के आकार की है। वैज्ञानिकों के अनुसार पारंपरिक वर्महोल का आकार 10-33 सेंटीमीटर होता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, यह संभव है कि उनमें से कुछ बड़े आकार तक फैल सकते हैं।

यात्रियों के लिए एक और समस्या वर्महोल की अज्ञात स्थिरता से आती है। व्यावहारिक यात्रा के लिए आइंस्टीन-रोसेन अनुसंधान बिल्कुल बेकार था। लेकिन हाल के शोध से पता चला है कि "विदेशी पदार्थ" वाला एक वर्महोल अन्वेषण के लिए खुला रह सकता है और लंबे समय तक अपरिवर्तित रह सकता है।

विदेशी पदार्थ, जो डार्क मैटर या एंटीमैटर से भिन्न होता है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा घनत्व के साथ-साथ नकारात्मक दबाव भी होता है।

यदि वर्महोल में पर्याप्त विदेशी पदार्थ हैं, चाहे वह प्राकृतिक हो या मानव निर्मित, सैद्धांतिक रूप से इसका उपयोग अंतरिक्ष के माध्यम से जानकारी या यात्रियों को भेजने के तरीके के रूप में किया जा सकता है।

वर्महोल न केवल ब्रह्मांड के दो अलग-अलग क्षेत्रों को जोड़ सकते हैं, बल्कि वे दो अलग-अलग आकाशगंगाओं को भी जोड़ सकते हैं। दिलचस्प बात यह है कि, कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यदि केएन के एक प्रवेश द्वार को एक निश्चित सीखे हुए क्रम में स्थानांतरित किया जाता है, तो इससे बाद में यात्रा हो सकती है। इसके बावजूद, ब्रिटिश खगोलशास्त्री और ब्रह्मांड विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का तर्क है कि यात्रा के लिए सीएन का उपयोग करना अभी संभव नहीं है।

नासा के वैज्ञानिक एरिक क्रिश्चियन ने लिखा, "वर्महोल वास्तव में आपको समय में पीछे यात्रा करने की क्षमता नहीं देता है।"

विज्ञान कथा में wormholes, या wormholes, अंतरिक्ष में बहुत लंबी दूरी की यात्रा करने के लिए अक्सर उपयोग की जाने वाली एक विधि है। क्या ये जादुई पुल सचमुच अस्तित्व में हैं?

अंतरिक्ष में मानवता के भविष्य को लेकर मैं जितना उत्साहित हूं, वहां एक गंभीर समस्या भी है। हम नरम मांस की थैलियां हैं, जिनमें मुख्य रूप से पानी है, और वे अन्य हमसे बहुत दूर हैं। यहां तक ​​कि सबसे आशावादी अंतरिक्ष उड़ान प्रौद्योगिकियों के साथ भी, हम कल्पना कर सकते हैं कि हम मानव जीवन की अवधि के बराबर समय में किसी अन्य तारे तक कभी नहीं पहुंच पाएंगे।

वास्तविकता हमें बताती है कि हमारे निकटतम तारे भी अस्पष्ट रूप से दूर हैं, और यात्रा करने में भारी मात्रा में ऊर्जा या समय लगेगा। वास्तविकता हमें बताती है कि हमें एक ऐसे अंतरिक्ष यान की आवश्यकता है जो किसी तरह सैकड़ों या हजारों वर्षों तक उड़ान भर सके, जबकि अंतरिक्ष यात्री उस पर पैदा होते हैं, पीढ़ी दर पीढ़ी, अपना जीवन जीते हैं और दूसरे तारे की उड़ान में मर जाते हैं।

दूसरी ओर, विज्ञान कथा हमें बेहतर इंजन बनाने के तरीकों की ओर ले जाती है। वार्प ड्राइव चालू करें और तारों को चमकते हुए देखें, जिससे अल्फ़ा सेंटॉरी की यात्रा समुद्र में किसी जहाज पर यात्रा करने जितनी तेज़ और आनंददायक हो जाएगी।

अभी भी फिल्म "इंटरस्टेलर" से।

क्या आप जानते हैं कि इससे भी सरल क्या है? कृमि-छिद्र; अंतरिक्ष और समय के दो बिंदुओं को जोड़ने वाली एक जादुई सुरंग। बस अपना गंतव्य निर्धारित करें, स्टारगेट के स्थिर होने की प्रतीक्षा करें और बस उड़ें... आकाशगंगा के आधे रास्ते से अपने गंतव्य तक उड़ें।

हाँ, यह सचमुच बहुत अच्छा है! किसी को इन वर्महोल्स का आविष्कार करना चाहिए था, जिससे अंतरिक्ष यात्रा के एक नए साहसी भविष्य की शुरुआत हुई। वर्महोल क्या हैं, और मैं कितनी जल्दी उनका उपयोग कर सकता हूँ? आप पूछना...

वर्महोल, जिसे आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज के रूप में भी जाना जाता है, अंतरिक्ष और समय को मोड़ने की एक सैद्धांतिक विधि है ताकि आप अंतरिक्ष में दो बिंदुओं को एक साथ जोड़ सकें। तब आप तुरंत एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा सकते थे।

हम क्लासिक डेमो का उपयोग करेंगे, जहां आप कागज के एक टुकड़े पर दो बिंदुओं के बीच एक रेखा खींचते हैं, और फिर कागज को मोड़ते हैं और पथ को छोटा करने के लिए उन दो बिंदुओं में एक पेंसिल डालते हैं। यह कागज़ पर बहुत अच्छा काम करता है, लेकिन क्या यह वास्तविक भौतिकी है?

अल्बर्ट आइंस्टीन, 1953 की तस्वीर में कैद। फ़ोटोग्राफ़र: रूथ ओर्किन.

जैसा कि आइंस्टीन ने हमें सिखाया, गुरुत्वाकर्षण कोई बल नहीं है जो चुंबकत्व की तरह पदार्थ को आकर्षित करता है, यह वास्तव में अंतरिक्ष-समय की वक्रता है। चंद्रमा सोचता है कि वह अंतरिक्ष के माध्यम से बस एक सीधी रेखा का अनुसरण कर रहा है, लेकिन वास्तव में यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए घुमावदार पथ का अनुसरण कर रहा है।

और इसलिए, भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन और नाथन रोसेन के अनुसार, आप स्पेसटाइम की एक गेंद को इतनी सघनता से घुमा सकते हैं कि दो बिंदु एक ही भौतिक स्थान पर होंगे। यदि आप वर्महोल को स्थिर रख सकते हैं, तो आप स्पेसटाइम के दो क्षेत्रों को सुरक्षित रूप से अलग कर सकते हैं ताकि वे अभी भी एक ही स्थान पर हों, लेकिन आपकी पसंद की दूरी से अलग हो जाएं।

हम वर्महोल के एक तरफ गुरुत्वाकर्षण के नीचे जाते हैं, और फिर लाखों और अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी पर बिजली की गति के साथ दूसरी जगह दिखाई देते हैं। जबकि वर्महोल बनाना सैद्धांतिक रूप से संभव है, हम वर्तमान में जो समझते हैं उसके अनुसार वे व्यावहारिक रूप से असंभव हैं।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के अनुसार, पहली बड़ी समस्या यह है कि वर्महोल अगम्य हैं। इसलिए इसे ध्यान में रखें, भौतिकी जो इन चीजों की भविष्यवाणी करती है, परिवहन की एक विधि के रूप में उनके उपयोग पर रोक लगाती है। जो उनके लिए काफी गंभीर झटका है.

एक अंतरिक्ष यान का कलात्मक चित्रण जो एक वर्महोल के माध्यम से दूर की आकाशगंगा में जा रहा है। श्रेय: नासा

दूसरे, भले ही वर्महोल बनाया जा सकता है, यह संभवतः अस्थिर होगा, निर्माण के तुरंत बाद बंद हो जाएगा। यदि आपने इसके एक छोर तक जाने की कोशिश की, तो आप गिर सकते हैं।

तीसरा, यदि वे पार करने योग्य हैं और उन्हें स्थिर रखना संभव है, तो एक बार कोई भी पदार्थ उनके बीच से गुजरने की कोशिश करेगा - यहां तक ​​​​कि प्रकाश के फोटॉन भी - यह वर्महोल को ध्वस्त कर देगा।

आशा की एक किरण है, क्योंकि भौतिक विज्ञानी अभी भी यह पता नहीं लगा पाए हैं कि गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों को कैसे संयोजित किया जाए। इसका मतलब यह है कि ब्रह्मांड स्वयं वर्महोल के बारे में कुछ ऐसा जान सकता है जिसे हम अभी तक नहीं समझ पाए हैं। यह संभव है कि वे स्वाभाविक रूप से उस समय के हिस्से के रूप में बनाए गए थे जब पूरे ब्रह्मांड के अंतरिक्ष-समय को एक विलक्षणता में खींच लिया गया था।

खगोलविदों ने अंतरिक्ष में वर्महोल की खोज का प्रस्ताव यह देखते हुए दिया है कि कैसे उनका गुरुत्वाकर्षण उनके पीछे के तारों के प्रकाश को विकृत कर देता है। अभी तक कोई भी नहीं आया है। एक संभावना यह है कि वर्महोल स्वाभाविक रूप से उन आभासी कणों की तरह दिखते हैं जिन्हें हम जानते हैं कि वे मौजूद हैं। प्लैंक पैमाने पर केवल वे समझ से परे छोटे होंगे। आपको एक छोटे अंतरिक्ष यान की आवश्यकता होगी।

वर्महोल का सबसे दिलचस्प निहितार्थ यह है कि वे आपको समय के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति भी दे सकते हैं। यह ऐसे काम करता है। सबसे पहले, प्रयोगशाला में एक वर्महोल बनाएं। फिर इसका एक सिरा लें, इसमें एक अंतरिक्ष यान रखें और प्रकाश की गति के एक महत्वपूर्ण अंश पर उड़ान भरें, ताकि समय के फैलाव का प्रभाव प्रभावी हो सके।

अंतरिक्ष यान पर मौजूद लोगों के लिए, केवल कुछ ही वर्ष बीतेंगे, जबकि पृथ्वी पर लोगों की सैकड़ों या हजारों पीढ़ियां गुजर जाएंगी। मान लें कि आप वर्महोल को स्थिर, खुला और ट्रैवर्सेबल रख सकते हैं, तो इसके माध्यम से यात्रा करना बहुत दिलचस्प होगा।

यदि आप एक दिशा में चलते हैं, तो आप न केवल वर्महोल के बीच की दूरी तय करेंगे, बल्कि आप समय में आगे भी बढ़ेंगे, और पीछे जाते समय समय में पीछे भी जाएंगे।

लियोनार्ड सुस्किंड जैसे कुछ भौतिकविदों का मानना ​​है कि यह काम नहीं करेगा क्योंकि यह भौतिकी के दो मूलभूत सिद्धांतों का उल्लंघन करेगा: ऊर्जा के संरक्षण का नियम और हाइजेनबर्ग ऊर्जा-समय अनिश्चितता सिद्धांत।

दुर्भाग्य से, ऐसा लगता है कि निकट भविष्य में, शायद हमेशा के लिए वर्महोल्स को विज्ञान कथा के दायरे में ही रहना होगा। भले ही वर्महोल बनाना संभव हो, आपको इसे स्थिर, खुला रखना होगा और फिर यह पता लगाना होगा कि पदार्थ को बिना ढहे इसमें कैसे जाने दिया जाए। फिर भी, यदि आप इसका पता लगा सकें, तो आप अंतरिक्ष यात्रा को बहुत सुविधाजनक बना देंगे।

आपके द्वारा पढ़े गए लेख का शीर्षक "वर्महोल या वर्महोल क्या हैं?".