Mustad augud ja ussiaugud on pikka aega muutunud paljude ulmefilmide ja teleseriaalide tuttavaks atribuudiks, milles kosmosereisijad kasutavad neid hetkega üle Universumi reisimiseks. Mis on mustad augud ja ussiaugud, kui usutav on reisimine läbi aja ja ruumi? Millist uskumatut tõde näidatakse ulmefilmides? Seda rääkisid projekti "5-100" ülikoolide vene füüsikud.
Mis on must auk?
Füüsikud nimetavad musta auku ruumilise aja piirkonnaks, millel on nii tugev gravitatsioon, et ükskõik kui palju energiat, teavet ega teavet (sealhulgas valgust) ei saa sellest piirkonnast lahkuda. Musta auku piirab ruumis sündmusehorisont: musta augu piir, millest kaugemale ei pääse ükski ese ega kiirgus. Seega ei saa vaatlejaid, kes asuvad väljaspool musta auku, saada selle sees toimuva kohta mingit teavet.
Relatiivsusteooria üldteooria kohaselt kirjeldatakse mustade aukude geomeetriat Einsteini võrranditega, sidudes kõverjoonelise ruumiaja meetrika seda täidetava aine omadustega ja gravitatsioon on ruumiaja kõveruse ilming, ütles Venemaa rahvaste sõprusülikooli haridus- ja teadusinstituudi gravitatsiooni ja kosmoloogia instituudi professor (RUDNi ülikool) Kirill Bronnikov.
„Teadlased on teoreetiliselt kirjeldanud paljusid mustade aukude sorte. Need erinevad pöörlemise, elektrilaengu ja muude võimalike parameetrite olemasolu või puudumise poolest. Arvatakse, et mustad augud võivad tekkida üsna massiivsete tähtede kokkuvarisemisel nende evolutsiooni viimases etapis või ülikõrge mateeria kõikumistest varases universumis, “ütles ta.
Tema sõnul on musta auku võimatu näha, kuna väline vaatleja ei saa mingit teavet otse sündmushorisondilt. Seetõttu võib must auk avalduda ainult kaudselt - läheduses asuvate valguskiirte kõveruse, sinna sattuva ümbritseva materjali elektromagnetilise kiirguse jne kaudu.
Teadlased ei saa siiani aru, mis on sündmushorisondi alla peidetud mustade aukude sisemised piirkonnad. Enamiku üldrelatiivsusteooria mustade aukude mudelite kohaselt peavad neil olema "eripärad" - punktid, jooned või pinnad, millel on lõpmata suured ruumi-aja kumeruse väärtused, aga ka aine tihedus ja rõhk. Paljud teadlased usuvad siiski, et tegelikult ei saa see nii olla.
Reklaamvideo:
"Siin seisame silmitsi oma aegruumi klassikaliste ideede rakendatavuse piiriga ja siseneme veel konstrueerimata gravitatsioonikvantiteooria tundmatusse piirkonda," märkis Kirill Bronnikov.
Ta rääkis teist tüüpi musta augu olemasolu võimalusest - nn must universum. Väljastpoolt võib see välja näha nagu iga teine must auk. Sinna tunginud vaatleja, ületades sündmushorisondi, ei satu aga mitte ainsusesse, vaid uude laienevasse universumisse.
Otsin mustad augud
2019. aasta alguses viidi lõpule maapealse kosmoseinterferomeetri Radioastroni vaatlusprogramm, mille eraldusvõime oli mitu tuhat korda suurem kui kuulsa Hubble'i kosmoseteleskoobi omal. "Radioastron" on mõnikümmend kõige võimsamat maapealset raadioteleskoopi ja kosmosevaatlust, mis on spetsiaalsete algoritmide abil ühendatud virtuaalseks "plaadiks", mille läbimõõt on palju suurem kui meie planeedil.
Radioastron lubas Vene astronoomidel leida selgeid vaatluslikke märke galaktika keskpunktis OJ287 tähtkujus Väikesest üksteisest lühikese ringi tiirlevate supermassiivsete mustade aukude vähist, väitis Moskva füüsika- ja tehnoloogiainstituudi universumis asuvate relativistlike objektide fundamentaalsete ja rakendusuuringute labori juhataja.) Juri Kovalev.
„Meie tähelepanekud sobivad hästi OJ287 binaarse musta augu mudeli ennustustega. Tulevikus plaanime Millimetroni maapinna-interferomeetri abil uurida lühema lainepikkusega varje ja mustade aukude lähedust meie ja teistes galaktikates. See aitab testida ka teiste objektide - "ussiaukude" - teoreetilist mõistmist, "sõnas ta.
Teiste mõõtmete tunnelid
"Ussiaugud" (nime ingliskeelne vaste - ussiauke ehk ussiauke) on kõige huvitavamad objektid universumis, mille olemasolu kohta teadlased väidavad. Need on ruumi-aja konfiguratsioonid omamoodi tunnelite kujul, mis asuvad meie Universumi kaugemate piirkondade või isegi erinevate universumite vahel.
„Ussiaugud sarnanevad mustade aukudega, kuna need on piisavalt tugeva raskuse ja ruumi kumerusega lokaliseeritud objektid. Kuid erinevalt mustadest aukudest pole neil "lõksu" - sündmuse horisonti, seetõttu võimaldavad teoreetiliselt mitte ainult "sisenemist", vaid ka "väljumist". See tähendab, et saate neist läbi käia ja tagasi tulla,”ütles MEPhI (NRNU MEPhI) riikliku teadusuuringute tuumaülikooli professor Sergei Rubin.
Vaatamata asjaolule, et ussiaugud ei ole vastuolus üldrelatiivsusega ja neid ennustavad mõned kosmoloogilised teooriad, pole selliste objektide rolli tegelikud kandidaadid endiselt teada. Lisaks viitavad ussiaugud väga ebatüüpilisele ruumi-aja geomeetriale, mille säilitamiseks on vaja eksootiliste omadustega (näiteks negatiivse energiatihedusega) ainet.
"Ussiavade avastamine looduses või nende loomine laboris tähendaks tõelist revolutsiooni kosmoseaja füüsikas," rõhutas teadlane.
Sergei Rubin ei jaga astronoom Heino Falke usaldust, et hiljuti Event Horizonsi teleskoobi projektis saadud M87 galaktika keskel asuva musta augu kujutised võivad kinnitada tunnelite olemasolu aegruumi struktuuris. Lõplike järelduste tegemiseks pole piisavalt mõõtmistäpsust.
Samal ajal aitavad teoreetilised ideed nende objektide kohta teadlastel paremini mõista ruumi-aja olemust ja gravitatsiooni.
Kuidas sattuda ussiauku?
Mitte kõik ulmefilmid tunnelite kohta teistesse mõõtmetesse pole kaugel tänapäevastest teadusteooriatest, ütles Immanuel Kanti Balti föderaalse ülikooli (IKBFU) professor Artem Yurov.
“Filmis Interstellar on mustade aukude ja lisaruumide kohta käivad andmed kooskõlas teaduslike ideedega. See pole üllatav, sest filmi teaduslikuks nõustajaks oli Nobeli preemia saanud musta augu füüsik Kip Thorne. See oli tema, kes hinges ussiaukude olemasolu ideele uut elu, “sõnas ta.
Artem Yurovi sõnul ei saa ussiauke füüsikaseadused lubada, kuid nad ei saa iseseisvalt tekkida. Neid võiks siiski ehitada tsivilisatsioon, mis on tehnilises ja teaduslikus mõttes äärmiselt arenenud.
"See ei tohiks olla üllatav, sest Toyota auto ei saa ka iseeneslikult ilmuda, isegi kui oodata kümneid miljardeid aastaid - see peab olema tehtud," ütles ta.
Täna mõtlevad füüsikud võimalusele moodustada ussiavasid, mis ei lagune kiiresti, aga ka kuidas muuta need piisavalt suureks, et vähemalt molekulid sinna mahuksid ja mitte kokku ei kukuks.
“Hüpoteetiliselt on võimalik inimese genoomi saata ussiauku kaudu. Arvestuste kohaselt on lisamõõtmetes lehtrid, kuid need on endiselt üsna väikesed, 10 kuni miinus 31 kraadi sentimeetrit,”rääkis Sergei Rubin.
Teadlase sõnul on ussiaugu kaudu tulevikus hüpoteetiliselt võimalik saata inimkond surevast universumist teise, alles elama asudes. Selleks ei ole vaja inimest sinna füüsiliselt saata - võite saata sinna teavet, mille põhjal meie tsivilisatsioon taastub iseseisvalt uues Universumis.
