Kirmgrauža hipertunelis hipotetinė erdvėlaikio savybė tam tikras trumpesnio kelio tunelis per erdvę ir laiką Kirmgraužos

Kirmgrauža (hipertunelis) – hipotetinė erdvėlaikio savybė, tam tikras trumpesnio kelio „tunelis“ per erdvę ir laiką.

Terminą pirmą kartą panaudojo JAV fizikas (John Wheeler) 1957-aisiais.

Kirmgraužos yra labai populiari koncepcija mokslinėje fantastikoje, padedanti paaiškinti, kaip kosminiai laivai gali keliauti tarp žvaigždžių apeidami šviesos greičio barjerą.

Fizikoje kirmgrauža yra hipotetinė erdvėlaikio savybė, kuri bendru atveju yra kelio sutrumpinimas per erdvę ir laiką. Kirmgrauža paprastai turi dvi angas (toliau ), kurios yra sujungtos vienu tuneliu. Jeigu ja galima keliauti abiem kryptim, tuomet dalelės gali „keliauti“ nuo vieno įvykio horizonto iki kito, pereidamos šį tunelį. Iki šiol nėra jokių įrodymų, paremtų stebėjimais, kad kirmgrauža iš tikro egzistuotų, nors bendroji reliatyvumo teorija leidžia erdvėlaikiui ją sukurti.

Žodį „kirmgrauža“ (angl. wormhole) 1957 metais pasiūlė amerikiečių fizikas teoretikas Džonas Vyleris, bet pati tokio tunelio idėja buvo išrasta dar vokiečių matematiko Hermano Veilo 1921 metais. Mokslininkas susiejo šią naują sąvoką su jo studijuota mase naudojant elektromagnetinio lauko energiją.

Pavadinimas „kirmgrauža“ kyla iš šio reiškinio paaiškinimo. „Įsivaizduokime kirminą ant obuolio, kuris gali nukeliauti nuo vienos jo pusės iki kitos dvejopai: keliauti obuolio paviršiumi iki kitos jo pusės, arba kirminas gali sutrumpinti savo kelią grauždamasis per obuolio centrą. Tokia pati analogija susijusi su keliautoju, kuris „kirstų kelią“ kitoje Visatos pusėje naudodamasis hipertuneliu“.

Apibrėžimas

Pagrindinė vidinės Visatos (angl. intra-universe) kirmgraužos sąvoka yra ta, kad erdvėlaikio regionai, kurių ribos yra topologiškai nereikšmingos, jų vidinė sandara nėra sujungta paprastai. Įtvirtinant šią idėją atsirado naujų apibrėžimų ir sąvokų, kurios plačiai aprašomos Meto Viserio (Matt Visser) knygoje „Lorentzian Wormholes“:

Jei Lorenco erdvėlaikis talpina kompaktišką regioną Ω, ir jei šio regiono Ω topologija yra šios formos: Ω ~ R x Σ, čia Σ – trijų dimensijų nereikšminga topologija, kurios ribos turi šią formą: dΣ ~ S², ir jei visi hiperpaviršiai Σ yra erdviniai, tuomet regionas Ω gali talpinti kvazi-nuolatinę vidinės Visatos kirmgraužą.

Apibūdinti vidinių visatų kirmgraužas šiek tiek sudėtingiau.

Kirmgraužų tipai

Vidinės Visatos kirmgraužos sujungia vieną Visatos vietą su kita, kuri taip pat yra toje pačioje Visatoje (tuo pačiu laiku, bet nebūtinai). Hipertunelis teoriškai galėtų sujungti nutolusias vietas Visatoje sukuriant trumpesnį kelią per erdvėlaikį. Tai leistų keliauti tarp šių vietų greičiau nei šviesa, keliaujanti per įprastą erdvę. Vidinės Visatos hipertuneliai jungia vieną Visatą su kita. Ši teorija spėja, kad tokie hipertuneliai galėtų būti panaudoti kelionėms iš vienos paralelinės Visatos į kitą. Hipertunelis, kuris jungia (dažniausiai) uždaras Visatas, dažnai vadinamas . Kitas hipertunelių panaudojimas galėtų būti laiko kelionės. Šiuo konkrečiu atveju, kelio sutrumpėjimas būtų nuo vieno erdvės ir laiko taško iki kito. Stygų teorijoje hipertunelis įsivaizduojamas kaip jungiantis dvi D-branas, kur įvykių horizontai sujungti su branomis, kurios taip pat yra susijungusios per erdvę, veikiamą stipraus magnetinio lauko. Galiausiai, hipertuneliai tikėtinai gali būti dalis erdvėlaikio turbulencijų.

Egzistuoja dviejų tipų kirmgraužos: Lorenco ir Euklido. Pastarosios studijuojamos dalelių fizikoje, o Lorenco hipertuneliai bendrojoje reliatyvumo teorijoje ir gravitacijos srityje. Keliaujami hipertuneliai priklauso specialiai Lorenco hipertunelių rūšiai, kuri leidžia žmogui keliauti nuo vienos hipertunelio pusės iki kitos. Sergejus Krasnikovas pasiūlė erdvėlaikio kirtimo sąvoką. Ši sąvoka tapo bendresne keliaujamiems hipertuneliams ir varomosios jėgos sistemoms, kaip, pavyzdžiui, Alkubero variklis (angl. Alcubierre drive) ir Krosnikovo tunelis, kurie nurodo hipergreitas tarpžvaigždines keliones.

Literatūra

[1] ttp://arxiv.org/abs/gr-qc/0009072

[2] ttp://arxiv.org/abs/hep-th/0102143

[3] ttp://arxiv.org/abs/gr-qc/0205055

[4] ttp://arxiv.org/abs/gr-qc/0409015