Какво е Мултивселената, мнения
Популярната напоследък концепция за Мултивселената обикновено се свързва с нетривиална топология на пространството. Какво е нетривиална топология? Представете си два предмета, изляти от пластилин: обикновена чаша с дръжка и чинийка. Без счупване на пластелин и без слепване на повърхности, а само чрез пластична деформация, чинийката от пластелин може да се превърне в топка, но не и в чаша с дръжка или в поничка. И обратното: заради дръжката чашата не може да се превърне в чинийка или топка, но може да се превърне в франзела. Тези общи свойства на чинийката и топката съответстват на топологията на сферата, а общите свойства на чашата и поничката съответстват на топологията на тора.
И така, топологията на сфера (чинийка и топка) обикновено се счита за тривиална, а по-сложна топология на тор (чаша и поничка) се счита за нетривиална, въпреки че има други, дори по-сложни видове нетривиална топология - не само топологията на торуса.
Вселената около нас се състои от поне три пространствени и едно времево измерение, така че топологичните концепции очевидно се пренасят във физическия свят.
Ако приемем, че има две различни вселени, които имат топологията на сфера и са свързани една с друга само с една червеева дупка, тогава получената вселена също ще има тривиална топология на сфера (думбел). Ако обаче две различни части на една и съща вселена са свързани с червеева дупка, тогава такава вселена вече ще има нетривиална топология на тор (тегло). Ако две вселени с топология на сфера са свързани с две или повече червееви дупки, тогава получената вселена също ще има нетривиална топология. Системата от вселени, свързани помежду си с няколко червееви дупки, също ще иманетривиална топология, ако съществува поне една затворена линия, която не може да бъде свита до една точка чрез гладка деформация.
Въпреки цялата си концептуална привлекателност, червеевите дупки имат два съществени недостатъка: те са нестабилни и тяхното съществуване изисква наличието на така наречената екзотична (фантомна) материя. И ако неговата стабилност все още може да бъде реализирана изкуствено, тогава много учени просто не вярват във възможността за съществуване на фантомна материя.
Въз основа на гореизложеното може да изглежда, че без червееви дупки съществуването на Мултивселената е невъзможно.
Но това не е така - истинските черни дупки са напълно достатъчни за съществуването на Мултивселената.
Има широко разпространено схващане, че черните дупки са обекти, от които нищо не може да избяга, включително дори светлината. Това не е напълно правилно твърдение. Факт е, че във всички черни дупки има сингулярност - област, в която плътността на енергията и материята достига безкрайни стойности. В почти всички черни дупки сингулярността отблъсква материята, когато се приближи твърде близо до нея (вече под хоризонта на събитията). Изключение от това явление могат да бъдат само така наречените черни дупки на Шварцшилд – тези, които изобщо не се въртят и нямат електрически заряд.
Черната дупка на Шварцшилд има тривиална топология. Но за образуването му са необходими такива начални условия, чиято мярка е нула върху множеството от всички възможни начални условия! С други думи, при образуването на всяка черна дупка тя определено ще има ротация (дори и много малка) и определено ще има електрически заряд (дори и елементарен), тоест черната дупка няма да е Шварцшилд. обаждам сетакива черни дупки са реални.
Черната дупка на Шварцшилд има сингулярност вътре в централна сфера, която има безкрайно малка площ. Истинската черна дупка има сингулярност върху пръстен, който лежи в екваториалната равнина под двата хоризонта на черната дупка. Тук си струва да добавим, че за разлика от тази на Шварцшилд, истинската черна дупка има не един, а два хоризонта на събитията. Освен това между тези хоризонти математическите знаци на пространството и времето сменят местата си (въпреки че това изобщо не означава, че самите пространство и време сменят местата си, както смятат някои учени).
Какво ще се случи с частица, която е отблъсната от сингулярност вътре в истинска черна дупка (вече под нейния вътрешен хоризонт)? Една частица не може да отлети обратно - това би противоречало на законите на физиката и причинно-следствената връзка в черна дупка, тъй като частицата вече е попаднала под хоризонта на събитията. Така че, най-вероятно, след като попадне под вътрешния хоризонт на истинска черна дупка, всяка материя (частици, светлина) се изхвърля от сингулярност в друга вселена. Това е така, защото за разлика от черните дупки на Шварцшилд, топологията вътре в истинските черни дупки се оказва нетривиална.
Не е ли невероятно? Дори малко завъртане на черна дупка води до радикална промяна в свойствата на нейната топология! И във вселената, където черната дупка изхвърля материята, има бяла дупка - от която тази материя излита.
Но всички чудеса не свършват дотук... На същото място в космоса, където има бяла дупка в друга вселена, теоретично трябва да има и черна дупка. Материята, която е попаднала в тази черна дупка в друга вселена, претърпява подобен процес и излита в следващата вселена и т.н. Освен това движението от една вселена към друга е винагие възможна само в една посока – от миналото към бъдещето (в пространство-времето). Тази посока е свързана с причинно-следствената връзка между събитията във всяко пространство-време. По силата на здравия разум и логиката учените предполагат, че причинно-следствената връзка никога не трябва да се нарушава. Такъв обект обикновено се нарича черно-бяла дупка (в този смисъл червеевата дупка може да се нарече бяло-бяла дупка).
Това е моделът на Мултивселената, която съществува единствено благодарение на реални черни дупки – без червееви дупки и фантомна материя.
Предполагам, че за повечето читатели ще бъде трудно да си представят как два фундаментално различни обекта биха съществували в една и съща област на пространството (в рамките на една и съща сфера с радиус на хоризонта на черната дупка): черна дупка и бяла дупка. Но математически това е строго доказано.
Представете си прост модел: вход (и изход) на сграда с въртяща се врата. Тази врата може да се върти само в една посока. Самата сграда е разделена отвътре с турникети, които позволяват на посетителите да преминават само в една посока (от входа или към изхода), а извън сградата турникети няма. Тази част от сградата, от която можете само да излезете, е вселена No1, онази част от сградата, в която можете само да влезете, е вселена No2, а извън сградата е вселена No3 - нашият свят.
Такъв прост модел илюстрира добре действието на черна и бяла дупка и обяснява, че извън сградата посетителите, които влизат и излизат, могат да се сблъскат един с друг, но вътре в сградата не могат (както и частици материя в съответните вселени).
Всъщност тези явления, които придружават материята, когато бъде изхвърлена в друга вселена, са доста сложни процеси. Главна роля започват да играят гравитационните приливни сили. Тези, които предизвикватПриливите и отливите на Земята се задвижват от гравитационното привличане на Луната. В червееви дупки и черни дупки приливните сили могат да достигнат чудовищни стойности. Те са в състояние да счупят и унищожат всякакви обекти или материя, а близо до сингулярността тези сили обикновено стават безкрайни. Но ако материята, която е попаднала в черната дупка, не достигне сингулярността, тогава приливните сили, действащи върху нея, винаги остават ограничени и по този начин е принципно възможно робот (или дори човек) да премине през такава черно-бяла дупка, без да я повреди. Освен това, колкото по-голяма и по-масивна е черната дупка, толкова по-малко приливни сили ще бъдат максимални ...
Може да възникне логичен въпрос: ще има ли непременно бяла дупка в нашата Вселена там, където вече има черна дупка, и къде може да долети материята от предишната вселена при нас? За специалистите по топология на черните дупки това е труден въпрос и отговорът на него е: не винаги. По принцип такава ситуация е напълно възможна – когато черна дупка в нашата вселена е и бяла дупка от друга вселена. Но за да отговорим на въпроса коя ситуация е по-вероятна (дали черна дупка в нашата Вселена е едновременно бяла дупка от предишната вселена или не), ние, за съжаление, все още не можем.
Разбира се, днес и в близко бъдеще няма да е технически възможно да изпратим дори робот в черна дупка.
Но някои физически ефекти и явления, теоретично характерни за дупките на червеи и черно-белите дупки, имат толкова уникални свойства, че днес наблюдателната астрономия се доближава до откриването на тези обекти.