Rosyjski fizyk określił kształt tunelu czasoprzestrzennego

Kategorie: 

Źródło: Federico.ciccarese/Wikimedia Commons/Allen Dressen

Fizyk Roman Konoplya z Uniwersytetu RUDN zademonstrował, jak opisać kształt dowolnego symetrycznego tunelu czasoprzestrzennego – czarnej dziury, która teoretycznie może funkcjonować jako portal pomiędzy dowolnymi dwoma punktami w przestrzeni i czasie. Badania mogą pomóc w zrozumieniu fizyki tuneli czasoprzestrzennych i lepszej identyfikacji ich cech fizycznych.

 

Współczesne koncepcje Wszechświata przewidują istnienie tuneli czasoprzestrzennych (tzw. wormhole) – nietypowych krzywizn w przestrzeni i czasie. Strukturę tę można sobie wyobrazić jako czarną dziurę, przez którą można byłoby zobaczyć odległy punkt Wszechświata w czterech wymiarach. Astrofizycy wciąż nie są w stanie precyzyjnie określić kształtu i rozmiarów czarnych dziur, nie mówiąc już o tunelach czasoprzestrzennych, które istnieją tylko w teorii. Lecz fizyk z moskiewskiego Uniwersytetu RUDN wykazał, że kształt tych tuneli można obliczyć na podstawie obserwowalnych cech fizycznych.

 

W praktyce można zaobserwować jedynie pośrednie właściwości tuneli czasoprzestrzennych, np. przesunięcie ku czerwieni. Roman Konoplya z Instytutu Grawitacji i Kosmologii na Uniwersytecie RUDN zastosował założenia mechaniki kwantowej i geometryczne i pokazał, że kształt i masę tunelu czasoprzestrzennego można obliczyć na podstawie wartości przesunięcia ku czerwieni i zasięgu fal grawitacyjnych przy wysokich częstotliwościach.

Obecnie naukowcy biorą pod uwagę geometrię zwartego obiektu, analizują jego zasięg i porównują dane z wynikami eksperymentalnymi. Następnie sprawdzają, czy obserwowane wartości są podobne do przewidywanych teoretycznie. Roman Konoplya zaproponował inne podejście, zakładające określanie kształtu obiektu w oparciu o jego spektrum światła widzialnego.

 

Rosyjski fizyk zastosował model matematyczny do symetrycznego tunelu czasoprzestrzennego Morrisa-Thorne'a, aby opisać jego wąskie gardło. Jest to odmiana tunelu, postulowana przez Kipa Thorne'a i Mike'a Morrisa, która zakłada możliwość przesyłania energii i materii. Konoplya określił, w jaki sposób kształt dowolnego symetrycznego tunelu czasoprzestrzennego można opisać na podstawie zasięgu fal i rozwiązał tzw. problem odwrotny w sposób ogólny. Następnie z pomocą kwantowej aproksymacji opracował równanie, aby obliczyć kształt geometryczny dla konkretnego tunelu czasoprzestrzennego.

 

Roman Konoplya twierdzi, że jego podejście pozwala rozwiązać wiele problemów w kwestii geometrii tunelu czasoprzestrzennego. Jego pracę można rozszerzyć na kilka sposobów. Przede wszystkim, aby uniknąć długich formuł, Konoplya rozważał tylko nad polami elektromagnetycznymi. W przyszłej pracy można przestudiować także inne dziedziny w ramach tego samego podejścia. Rezultaty tej pracy można odnieść również do obrotowych tuneli czasoprzestrzennych, jeśli są wystarczająco symetryczne. Wyniki badań zostały opublikowane w ScienceDirect.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)

Skomentuj