XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Кротовые норы – путь в новые миры
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Ученые-исследователи уже многие десятки лет изучают явления космического пространства, в том числе, и кротовые норы. Ведь разгадка тайны кротовых нор и доказательство их существования приведет к грандиозному прорыву в науке и откроет новые возможности перед человечеством. Однако, пока явление кротовых нор, как и черные дыры, покрыты пеленой таинственности и загадочности.
А как мы знаем, таинственное – и есть самое интересное! Начав в прошлом году изучение загадок Вселенной с черных дыр, в этом году я решил продолжить – и сосредоточиться на кротовых норах во Вселенной.
Цели проекта: изучение понятия кротовых нор, практического смысла для человечества.
Для достижения поставленных целей обозначу ряд задач:
Выяснить, кротовые норы – что это, миф или реальность,
Изучить, сможет ли человек когда-нибудь путешествовать во Вселенной или даже за ее пределами,
Создать свой собственный макет.
Объект исследования: кротовые норы в космосе.
Предмет исследования: загадка кротовых нор.
Для достижения поставленных целей я буду использовать теоретические методы, такие как сбор материалов и анализ предметной области, и экспериментальный, – создам собственный макет кротовой норы и проверю, какой путь перемещения быстрее: в обычном пространстве или сквозь кротовую нору.
Гипотеза: Если найти «кротовую нору», то человек сможет путешествовать во Вселенной. Мое предположение: Кротовая нора – единственный способ перемещения во Вселенной.
ГЛАВА 1. Знакомство с понятием
Общие понятия
Кротовая нора – это гипотетический астрофизический объект с искажением пространства и времени, в теории дающий возможность соединения двух удаленных мест во Вселенной, с мгновенным перемещением из одного в другое, за миллиарды световых лет от места старта.
Иначе «кротовую нору» называют «крото́вина», «кротови́на» или же «червото́чина».
На простонародном языке: кротовая нора – это тоннель в пространстве, который соединяет удаленные точки.
В 1935 году физики-теоретики Альберт Эйнштейн и Натан Розен сделали смелое предположение о том, что в мире где-то должны существовать такие пространственно-временные «каналы», которые могут соединить две вселенные. Эти так называемые «мосты» Эйнштейна-Розена, представляющие собой сложные пространственные структуры, позднее получили название «кротовые норы» (аналог английского слова wormhole, «червоточина», предложенного физиком Джоном Уилером, который также ввел термин black hole — «черная дыра»).
Согласно утверждению Эйнштейна, любая чёрная дыра – это кротовая нора. Подобного мнения придерживается ученый и исследователь Пабло Буэно. По его мнению, можно соотнести понятие червоточины и черной дыры. Его группе удалось зафиксировать гравитационные волны, исходящие от дыр, которые могут быть неправильно понятыми видами кротовых нор. И если ученым удастся поймать эхо в этих сигналах, это будет означать, что можно будет смело отменять существование черных дыр.
А на рисунке: первое изображение «кротовой норы», сделанное Джоном Уилером в 1955 году:
Рисунок 1. Первое изображение, 1955 год
Источник: https://trends.rbc.ru/trends/futurology/60f927ba9a79473ad7f83c4c
Свойства и практический смысл
Основное свойство кротовой норы – это свойство, согласно которому кротовая нора должна соединять между собой две неискривленных области пространства. Место соединения и называется кротовой норой, а его центральный участок – горловиной кротовой норы. Пространство вблизи горловины кротовой норы достаточно сильно искривлено.
Кротовая нора может соединять либо две разные вселенные, либо одну и ту же вселенную в разных частях. В последнем случае расстояние через кротовую нору (между входами в нее) может оказаться короче, чем расстояние между входами, измеренное снаружи.
Понятия времени и расстояния в искривленном пространстве-времени перестают быть абсолютными величинами, т.е. такими, какими мы подсознательно всегда привыкли их считать.
Нора соединяет разные области пространства-времени.
В теории, с помощью кротовых нор можно путешествовать по космосу гораздо быстрее, чем при обычном космическом полёте.
Пока что идея кротовой норы – единственная надежда человечества на путешествия на очень большие расстояния за разумное время.
Учитывая существующий уровень технологий, человечеству в обозримом будущем удастся создать звездолеты, которые будут тратить десятки или даже сотни лет на путешествия до ближайших звезд. На этих аппаратах должны будут смениться целые поколения космонавтов. А вот с использованием кротовых нор можно было бы сильно ускорить такие путешествия.
Строение кротовой норы
Рисунок 2. Строение
Место соединения двух областей пространства и называется кротовой норой, а его центральный участок – горловиной. Пространство вблизи горловины кротовой норы достаточно сильно искривлено.
ГЛАВА 2. Виды
Согласно исследованиям, существующие кротовые норы можно разделить на несколько подвидов:
Непроходимые
Они внешне напоминают черную дыру, но внутри такой дыры нет сингулярности, то есть бесконечной плотности материи, которая разрывает и уничтожает любую другую материю, попадающую в нее. В теории у таких нор даже нельзя поймать сигнал — они разрушаются слишком быстро.
Проходимые
Эти норы можно пересекать в обе стороны, что дает возможность для путешествий на большие расстояния без нарушения скоростного предела. Чтобы быть проходимой, кротовая нора должна быть заполнена темной материей.
Межмировые
Ряд ученых считает, что кротовые норы способны соединять не только точки в нашей вселенной, но и стать «коридорами» во вселенные параллельные.
Внутримировые
Если один из входов в кротовую нору движется относительно другого, или если он находится в мощном гравитационном поле, где замедляется временной поток, то такая нора способна стать настоящей машиной времени.
Исследователи считают, что обнаружить эти объекты во Вселенной хоть и не просто, но все-таки возможно. При том, что они могут быть похожи на черные дыры, отличия все-таки есть. Например, в черной дыре газ, попавший за горизонт событий, сразу же перестает испускать рентгеновское излучение, а тот, что попал в кротовую нору (у которой нет горизонта событий), продолжает это делать. Кстати, подобное поведение газа было недавно зафиксировано телескопом "Хабблом" в окрестностях объекта Стрелец A*, который традиционно считается массивной черной дырой. Но, судя по поведению газа, возможно, это устойчивая кротовая нора. Следует заметить, что работа греческих и немецких физиков, хоть и является сугубо теоретической, весьма важна для астрономов. Она впервые систематизирует все возможные признаки кротовых нор, которые можно пронаблюдать. А значит, руководствуясь ей, эти туннели можно обнаружить. То есть теперь ученые знают, что именно им надо искать.
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть – создание своего макета кротовой норы
Научные рекомендации
Как объясняет профессор Государственного астрономического института имени Штернберга Владимир Липунов, представить кротовую нору можно, сложив листок бумаги пополам, а затем проткнув его. Получившееся отверстие будет подобием кротовой норы.
Создание макета и проверка гипотезы
В качестве материалов я выбрал картонную круглую трубку, 2 пластиковые бутылки, лист картона, баллон краски, гуашь, клей и степлер, гофрированная трубка.
Рисунок 3. Материалы для создания своего макета
Я покрыл краской все детали, вырезал круглые отверстия с двух сторон в листе картона и скрепил подготовленные детали «тоннеля». Также приклеил «путь» движения в виде гофрированной трубки по обычному пространству («снаружи») и через кротовую нору.
Рисунок 4. Мой макет «Кротовой норы»
Эксперимент
Думаю, что объект мгновенно переместится из одной точки пространства в другую, по созданному «тоннелю» (Кротовая нора), что не сравнится с дорогой «снаружи» (обычное пространство). В результате проведенного эксперимента, с использованием двух шариков, так и произошло: при одновременном запуске двух шариков из пункта «А» по траектории «обычного пространства» и через «Кротовую нору», шарик, запущенный в «Кротовую нору», прилетел в пункт «Б» быстрее.
Рисунок 4. Схема демонстрации-эксперимента полета «объекта» из пункта «А» в пункт «Б»
Заключение
Я полагаю, что кротовые норы всё-таки существуют и доказательства этому появятся в ближайшем будущем!
На примере черных дыр мы можем увидеть, что 30 лет назад и они считались научной фантастикой, а сегодня в их реальности никто уже не сомневается!
Наша задача, как юных исследователей–инженеров, найти Кротовую нору – и получить единственную возможность заглянуть в параллельные миры и путешествовать во времени!
Список используемых источников и литературы
Прошлое и будущее Вселенной. Под ред. А.М. Черепащук, М., Наука, 1986г.
Стивен Хокинг "Мир в ореховой скорлупке", издательство «Амфора», 2013г.
Энциклопедический словарь юного астронома, издательство «Педагогика», 1980г.
Интернет-ресурсы:
https://trends.rbc.ru/trends/futurology/60f927ba9a79473ad7f83c4c
https://zen.yandex.ru/media/scienceeveryday/krotovye-nory--legkii-sposob-puteshestvovat-po-kosmosu-5c840f53ad31b000b334703f
https://ria.ru/20190219/1551072493.html
https://aboutspacejornal.net/2018/11/09/%D0%BA%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5-%D0%BD%D0%BE%D1%80%D1%8B-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D0%BC%D0%B8%D1%84-%D0%B2%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0-%D0%B2-%D0%B4%D1%80%D1%83/
https://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2014/pdf/d02/s05/s05_005.pdf