Oleme harjunud, et Hollywoodi ulmefilmides läbivad tegelased tähtedevahelise vahemaa mõne sekundiga. Samal ajal teame, et tegelikkuses on see võimatu, sest isegi valgus rändab lähimate tähtede juurde enam kui nelja aasta jooksul. Kas on võimalusi looduse seatud tõkete ületamiseks ja ilukirjanduse reaalsuseks muutmiseks?
BRANA PULMAS
Albert Einstein näitas oma üldises relatiivsusteoorias, et massiivsed kehad ei muuda mitte ainult ajavoogu, vaid ka painutavad ruumi. Mõlemat teoreetilist positsiooni tõestati peaaegu kohe, jälgides elavhõbedat ja tähti, mille valgus on suunatud päikese gravitatsiooniväljas. Kuid pikka aega ei võimaldanud olemasolevate instrumentide täpsus mõõta meie valgusallikaga loodud ruumi deformatsiooni mõõtmeid.
Aastatel 1976-1977 viisid Ameerika füüsikud Robert Riesenberg ja Irwin Shapiro läbi katse, kasutades kosmoseaparaatide Viking-1 ja Viking-2 moodulid, mis olid orbiidil Marsi lähedal. Nad saatsid raadiosignaale sõidukite suunas, kui punane planeet oli Maast vaadatuna Päikese lähedal. Viikingid peatasid signaalid, võimendasid neid ja saatsid tagasi. Mõõtes raadiosignaali tegelikku kiirust arvutatud kiirusega, ameeriklased tegid kindlaks: viivitus on sadu mikrosekundi, mis ümberarvutamisel suurendab signaali edastamiskaugust 50 km võrra. Selline kauguse "lisamine" poleks võimalik, kui ruum oleks sama tasane kui paberileht. Seega on see Päikese pinna lähedal kõver.
Teadlased on teoreetiliselt ja eksperimentaalselt kindlaks teinud, et ruum paindub. Aga kus? Nad püstitasid hüpoteesi, et see langeb mitmemõõtmelisse hüperruumi, mida nimetatakse "lahtiseks". Meie ruum ilmub selles tõlgenduses aju, see tähendab kolmemõõtmelise membraanina. Kõrgemate mõõtmete tõestatud olemasolu annab lootust, et kunagi leitakse viis sõna otseses mõttes ruumi läbistamiseks, ületades koheselt kolossaalseid vahemaid, mis eraldavad meid teistest maailmadest.
Sild üle maailma
Reklaamvideo:
1916. aastal, st vaid aasta pärast seda, kui Einstein avaldas oma peamised üldrelatiivsust käsitlevad artiklid, leidis Austria füüsik Ludwig Flamm oma võrranditele lahenduse, kirjeldades sellist ruumi kumerust, milles on võimalik "lühike" üleminek universumi ühest punktist teise., ja niipalju kui soovite, spetsiaalsete "sildade" kaudu.
Flammi eksootilist järeldust toona eirati. Palju rohkem vastukaja tekitas nn kosmose-aja sild, mida 1935. aastal kirjeldasid Albert Einstein ise ja tema assistent Nathan Rosen. Erinevalt nende eelkäijast mõtlesid nad välja pakutud mudeli olulisuse reaalses maailmas, kuid jõudsid järeldusele, et "sild" ei saa meie ajus eksisteerida kui vaatlusele ligipääsetavat ainelist objekti. Sellegipoolest kasutasid ulmekirjanikud seda ideed hüpoteetilise transpordivahendina peaaegu kohe, mis aitas selle populariseerimisel kaasa.
Aastal 1957 pakkus Ameerika füüsik John Wheeler välja oma sillaversiooni. Seda kirjeldades kasutas ta analoogi õuna peal oleva sipelgaga, mille vilja vastasküljele jõudmine võib võtta väga kaua aega, või saab kiiruse saamiseks kasutada usside poolt tunnustatud tunnelit. Sellele analoogiale tuginedes nimetas Wheeler ruumilisi tunnelit ussiaukudeks; Nõukogude füüsikute seas kinnistus hiljem ussiaugud. Lisaks uute sõnade tutvustamisele töötas ameeriklane koos oma õpilase Robert Fulleriga välja hulgimüügi teel "ussiaukude" sünni, laienemise ja kokkuvarisemise mudeli ning kuigi see näis näitavat nende moodustiste peaaegu silmapilkse "surma" vältimatust, pakkus nende olemasolu teoreetiline õigustus aluse edasiseks uurimistööks.
TORNA HÜPOTEES
Järgmise sammu tegi Wheeleri õpilane Kip Thorne. Ussiaukude probleemiga pöördus ta pärast seda, kui kuulus populariseerija Carl Sagan saatis 1985. aasta mais talle üle vaadata oma ulmeromaani „Käsikiri” käsikiri. Algtekstis saadeti romaani tegelased teadlased "musta augu" kaudu kohtuma muistse ülitsivilisatsiooni esindajatega. Thorne teadis, et sel viisil universumis reisida on võimatu, kuna igasugune "mustade aukude" sees asuv ese hävitatakse, seetõttu soovitas ta Saganil need asendada Wheeleri "ussiaukudega". See nõudis, et oleks vaja selgitada, millistel tingimustel on puistematerjali läbiv tunnel võimalik.
Thorne suutis matemaatiliselt tõestada, et "ussiauk" võib meie maailmas eksisteerida suvaliselt pikka aega, kui selle sees on "eksootiline aine", st negatiivse massi ja negatiivse energiaga aine. Kuigi esmapilgul tundub selline mõte jama, ei ole "eksootilise aine" olemasolu vastuolus meie teada olevate füüsikaseadustega.
1988. aastal avaldas Kip Thorne koos oma õpilaste Mark Morrise ja Ulvi Yartseveriga raamatu, milles kutsuti teadusringkondi üles arutama ussiaugude loomist ja stabiliseerimist. Neli aastakümmet, nagu Thorne ise tunnistab, pole rahuldavat vastust laekunud, mis ei takistanud füüsikut osalemast fantastilise filmi Interstellar konsultatsioonil, kus kunstliku "ussiaugu" ilmumine Saturni lähedusse sai üheks süžee moodustavaks eelduseks.
Siiski on veel mõned saavutused. Näiteks on tõestatud, et ussiaukude loomulik esinemine on äärmiselt ebatõenäoline. Erinevalt "mustadest aukudest", mille massilistest tähtedest sündimise protsessi on kirjeldatud ja arvutatud, pole universumis objekte, mida saaks "seostada" ussiaukudega. Arvati hüpoteesi, et "ussiaugud" võivad subatomilisel tasemel esineda niinimetatud "kvantvahu" kujul, kuid see võimalus on ka tõsise kriitika all.
Selgub, et kui "ussiaugud" kunagi ilmuvad, on need ülitsivilisatsioonitehnoloogia toode, nagu on näidatud Carl Sagani romaanis "Kontakt" ja Christopher Nolani filmis "Interstellar". Kip Thorne pakkus isegi välja skeemi, kuidas selline tsivilisatsioon neid üles ehitada saaks: “Võtate ja lükate lihtsalt osa meie ajust (Universumist) lahtiselt allapoole ja saate mõlgi, siis painutate suuremas koguses aju, torkate selles augu, justkui mõlgi all, siis pistite veel üks auk mõlgi põhjas ja lõpuks aukude servade õmblemine. Delov midagi!"
LEIA "TÖÖ"
Kõik teadlased ei olnud nõus Kip Thorne'i pessimistlike järeldustega. Näiteks vene astrofüüsik Nikolai Semenovitš Kardašev, kes on tuntud oma hüpoteetiliste maaväliste tsivilisatsioonide klassifikatsiooni poolest, arendab Multiverse teooriat lõputu hulga maailmade komplektina, millel on erinevad füüsikalised konstandid, ja vastavalt sellele kasutusele teistel harudel.
Kardaševi rühma arvutuste kohaselt moodustuvad ussiaugud koos arvukate universumitega ja püsivad, ühendades neid kasvades. Muidugi arenevad "ussiaugud", kuid neid saab leida nende iseloomulike tunnuste järgi: eriti võivad nad välja näha anomaalsete omadustega "mustade aukudena". Kahtluse alla sattunud objektide seas nimetab Kardašev kvasari Q0957 + 561.
Praegu tegeleb Radioastroni orbiidil (Spektr-R) "ussiaukude" otsimisega; 2025. aastal peaks sellega liituma Millimetroni (Spectrum-M) orbiidi observatoorium. Vene füüsikud usuvad edusse. Kui neil õnnestub oma teoreetilisi arvutusi kinnitada, ületab tunneli avanemine naabermaailma universumis selle olulisuses isegi Einsteini teooria. Ja näete, et loodusliku "ussiaugu" näitel õpivad nad kunstlikke looma.
Anton Pervushin
