Өтний нүх ба орон зай-цаг хугацааны онол
Орон зай-цаг хугацааны нууцлаг бүтэц нь физикчид, сансар судлаачид болон шинжлэх ухааны уран зөгнөлт кино сонирхогчдыг удаан хугацаанд гайхшруулсаар ирсэн. Ерөнхий харьцангуйн онол болон квант механикаас үүдэлтэй олон онолын бүтцийн дунд өтний нүх нь онцгой сонирхолтой, нарийн төвөгтэй ойлголт юм. Орон зай-цаг хугацааны таамаглалын хэсгүүдийг төлөөлж, тэд орчлон ертөнцийн өөр өөр цэгүүдийн хоорондох холбоог амлаж, тэр ч байтугай сансрын товчлол эсвэл өөр хэмжээс рүү хүрэх зам болж чадна. Энэхүү 1000 үгтэй судалгаанд бид өтний нүхний онол, тэдгээрийн үүсэл, үр дагавар, орчин үеийн шинжлэх ухааны хэлэлцүүлэгт эзлэх байр суурийг гүнзгий судлах болно.
Эйнштейн ба Розен: Өтний нүхний үүсэл
Өтний нүхний тухай ойлголт нь Альберт Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолын үндэс сууринаас үүссэн. 1935 онд Эйнштейн хамт ажиллагч Натан Розентой хамтран орон зай-цаг хугацаагаар дамжин өнгөрөх "гүүр"-ийн санааг нэвтрүүлсэн бөгөөд үүнийг хожим нь Эйнштейн-Розены гүүр гэж нэрлэх болсон. Анхны томъёололдоо эдгээр гүүрнүүд нь орон зай-цаг хугацааны өөр өөр бүс нутгийг холбосон хонгил шиг бүтцийг дүрсэлсэн ерөнхий харьцангуйн тэгшитгэлийн шийдэл болж үйлчилсэн.
Эдгээр бүтэц нь онолын хувьд хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн зайтай цэгүүдийг холбосон товчлолуудыг бий болгож эсвэл өөр өөр ертөнцийн хоорондох замыг бий болгож чадна. Үүнийг төсөөлөхийн тулд орон зай-цаг хугацааг хоёр хэмжээст цаасан хуудас гэж үзье. Хэрэв та цаасыг хоёр алслагдсан цэг хүрэлцэхээр нугалж, дараа нь үзгээр цоолбол үүссэн нүх нь товчлол болж үйлчилнэ. Энэ зүйрлэл нь өтний нүхний мөн чанарыг илэрхийлдэг.
Шварцшильд ба Шийдэлүүд
Өтний нүхийг ойлгохын тулд Эйнштейний талбайн тэгшитгэлийн нарийн төвөгтэй шийдлүүдийг судлах шаардлагатай. Германы физикч Карл Шварцшильд эдгээр тэгшитгэлийн яг нарийн шийдлийг анх олсон бөгөөд хар нүхний хялбаршуулсан загварыг тодорхойлсон. Шварцшильдын шийдлүүдийг, ялангуяа "метрийн тензор" гэгддэг онолын бүтцээр дамжуулан өргөжүүлэхдээ өтний нүх байх магадлалтай гэж үздэг загварууд гарч ирдэг.
Гэсэн хэдий ч эдгээр өтний нүхнүүд нь асуудалгүй гарц биш юм. Жишээлбэл, сонгодог Шварцшильдын өтний нүх бол огт нэвтэршгүй нүх юм. Энэ нь сингуляр байдлыг агуулдаг - хар нүхэнд ажиглагддаг хязгааргүй нягтрал ба таталцлын ижил цэг. Ийм өтний нүхээр дамжин өнгөрөх аливаа зүйл асар их таталцлын хүчээр устаж, практик аялал жуулчлал эсвэл харилцаа холбоонд ашиглах боломжгүй болно.
Тэнгислэх боломжтой өтний нүх ба экзотик бодис
Орон зай-цаг хугацааны холболт болж амьдрах чадвартай байхын тулд өтний нүхнүүд дамжин өнгөрөх боломжтой байх ёстой. Энэ нь хэд хэдэн чухал саад бэрхшээлийг даван туулахыг шаарддаг бөгөөд тэдгээрийн гол нь тогтвортой байдлын асуудал юм. Онолын физикч Кип Торн болон түүний хамтрагчид 20-р зууны сүүлчээр "дамжин өнгөрөх өтний нүхнүүд" гэсэн санааг дэвшүүлсэн. Тэдний загваруудын дагуу дамжин өнгөрөх өтний нүхнүүд нь сөрөг энергийн нягтрал ба даралттай онолын хэлбэрийн материйн "экзотик бодис"-ийг шаарддаг бөгөөд энэ нь өтний нүхийг нураахад хүргэх таталцлын хүчийг эсэргүүцэж чадна.
Энэхүү чамин бодис хараахан нээгдээгүй эсвэл оршин тогтнох нь батлагдаагүй байна; энэ нь танил бодисоос эсрэг шинж чанартай байх шаардлагатай, тухайлбал таталцахаас илүү түлхэх гэх мэт. Хэрэв ийм бодисыг ашиглаж чадвал өтний нүхний "хоолой"-г нээлттэй байлгаж, аюулгүй нэвтрэх боломжийг олгож магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь таамаглал болон онолын физикийн хүрээнд хэвээр байна.
Өтний нүх, Квант механик ба Голографи
Өтний нүх болон квант механикийн огтлолцол нь бүр ч сонирхолтой нарийн төвөгтэй давхаргыг бий болгодог. Онолын хөгжил нь квант орооцолдол - бөөмийн төлөв байдал нь асар хол зайд хоорондоо холбоотой хэвээр байдаг үзэгдэл - болон өтний нүхний хоорондох гүнзгий холбоог харуулж байна. 2013 онд физикч Хуан Малдасена, Леонард Сусскинд нарын дэвшүүлсэн ER=EPR таамаглал нь Эйнштейн-Розен гүүр (ER) нь квант орооцолдолтой (EPR хос) тэнцүү гэж үзэж байна. Энэхүү зоримог нэгдэл нь орооцолдон бөөмс нь жижиг, квант хэмжээний өтний нүхээр холбогдож болохыг харуулж байна.
Түүнчлэн, утасны онолоос үүссэн голограммын зарчим нь өөр нэг ирээдүйтэй хүрээг санал болгож байна. Энэ нь орон зайн эзэлхүүн доторх бүх мэдээллийг тухайн орон зайн хил дээр дүрсэлж болно гэсэн үг юм. Зарим судлаачид хэрэв бид энэ зарчмыг бүрэн ойлговол макроскопийн өтний нүхийг бий болгох эсвэл тогтворжуулах механизмыг нээж, орон зай-цаг хугацааны талаарх бидний ойлголтыг хувьсгал болгож чадна гэж үздэг.
Боломжит хэрэглээ ба ёс зүйн асуудлууд
Өтний нүхнүүд нь таамаглалын шинж чанартай хэдий ч хэрэглээнийхээ талаарх төсөөллийг бий болгосон. Хэрэв тэдгээрийг ашиглавал гэрлээс хурдан аяллыг зөвшөөрч, од хоорондын болон магадгүй галактик хоорондын аяллыг хүний цаг хугацааны хүрээнд боломжтой болгосноор сансрын судалгаанд хувьсгал хийж чадна. Энэ нь зөвхөн алслагдсан сансрын судалгаанд хандах хандлагыг өөрчлөхөөс гадна, хэрэв байгаа бол харь гаригийн соёл иргэншилтэй холбоо тогтооход дөхөм болно.
Түүнчлэн, өтний нүхнүүд нь цаг хугацааны өөр өөр цэгүүдийг холбож, цаг хугацааны холболтыг санал болгож болзошгүй юм. Ийм цаг хугацааны аяллын утга нь ёс зүйн, философийн болон практикийн гүн гүнзгий асуултуудыг хөнддөг. Өнгөрсөн үйл явдлуудыг өөрчлөх боломж эсвэл хүний цаг хугацааны "би"-тэй харилцах үр дагавар нь парадокс болон санамсаргүй үр дагаварт хүргэж, учир шалтгааны холбоо болон чөлөөт хүслийн талаарх бидний ойлголтыг сорьж болзошгүй юм.
Өтний нүхний судалгааны бэрхшээлүүд ба ирээдүй
Онолын дэвшил гарсан ч лаборатори эсвэл одон орны орчинд өтний нүх үүсгэх эсвэл илрүүлэх нь бидний одоогийн технологийн чадавхаас хамаагүй давсан хэвээр байна. Макроскопийн өтний нүх үүсгэх эрчим хүчний хэрэгцээ, тэр дундаа экзотик бодисын хэрэгцээ нь одон орон судлалын хувьд маш өндөр юм. Түүнээс гадна, хэрэв бид эдгээр саад бэрхшээлийг даван туулсан ч гэсэн өтний нүхийг тогтвортой байлгах нь асар их бэрхшээл учруулах болно.
Орчин үеийн судалгаагаар өтний нүхний оршин тогтнолыг зөвтгөдөг математик загварууд болон физик онолыг судалсаар байна. Квант тооцоолол, бөөмийн физик, сансар судлалын дэвшил нь эцэстээ хөндлөн гарч болох өтний нүхнүүд оршин тогтнож болох эсэх, бид тэдгээрийг илрүүлж эсвэл үүсгэж чадах эсэхийг тодорхойлоход шаардлагатай ойлголтуудыг өгч магадгүй юм.
Дүгнэлт
Өтний нүх болон орон зай-цаг хугацааны онол нь физикийн хамгийн гүн гүнзгий нууцуудын огтлолцол дээр зогсож байна. Эдгээр нь орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх бидний ойлголтыг тэлж, орон зай, цаг хугацаа, материйн талаарх бидний ойлголтыг сорьдог "хэрэв" гэсэн үгсийг илэрхийлдэг. Эдгээр нь онолын бүтэц хэвээр байгаа ч өтний нүхийг ойлгох эрэл хайгуул нь шинжлэх ухааны хил хязгаарыг урагшлуулж, хүний сониуч занг хязгаарт хүргэнэ. Бид хэзээ нэгэн цагт нэвтэрч болох өтний нүхийг олох эсвэл бүтээх эсэхээс үл хамааран эдгээр сансрын хонгилуудыг судлах аялал бидний мэдлэг, төсөөллийг баяжуулсаар байна.
