Хуан Малдасена
«В мире науки» №2, 2006
- Непростое объединение
- Пространство-время отрицательной кривизны
- Голограмма
- Тайны черных дыр
Пространство-время отрицательной кривизны
Самое простое пространство с постоянной отрицательной кривизной называют гиперболическим. На одной из своих картин Мориц Эшер изобразил плоскую карту такого пространства. По краям рыбки становятся все меньше и меньше из-за того, что искривленное пространство деформируется при отображении на плоский лист бумаги. Точно также на карте земного шара страны вблизи полюсов растягиваются.
Подобным образом можно рассматривать и пространство-время с положительной или отрицательной кривизной. Самое простое пространство-время с положительной кривизной называют пространством де Ситтера в честь голландского физика Виллема де Ситтера, который ввел его в рассмотрение. Многие космологи полагают, что очень ранняя вселенная была близка к пространству де Ситтера. В далеком будущем из-за космического ускорения она снова может стать похожей на него. Самое простое пространство-время с отрицательной кривизной называют анти-де Ситтеровским пространством (или кратко — АДС-пространством). Оно подобно гиперболическому, но также содержит ось времени. В отличие от нашей вселенной, которая расширяется, АДС-пространство не расширяется, не сжимается и всегда выглядит одинаково. Тем не менее, оно оказывается весьма полезным при разработке квантовых теорий пространства-времени и гравитации.
Если мы изобразим гиперболическое пространство в виде диска, напоминающего рисунок Эшера, то АДС-пространство будет похоже на стопку таких дисков, образующую сплошной цилиндр. Изменению времени соответствует движение вдоль цилиндра. Гиперболическое пространство может иметь больше двух измерений. АДС-пространство, больше всего похожее на наше пространство-время (с тремя пространственными измерениями), дает в поперечном сечении своего «цилиндра» трехмерную «картину Эшера».
Физика в АДС-пространстве несколько необычна. Свободно перемещаясь в нем, наблюдатель чувствовал бы себя как на дне гравитационного колодца. Любой брошенный им предмет возвращался бы к нему как бумеранг. Любопытно, что время, требуемое для возвращения, не зависело бы от того, с какой силой был брошен предмет. Однако чем сильнее бросить его, тем дальше он пролетит туда и обратно. Если бы обитателю этого причудливого мира вздумалось посветить лазером куда-нибудь в пустоту, то фотоны, движущиеся со скоростью света, достигли бы бесконечности и возвратились к источнику излучения за конечное время. Дело в том, что в АДС-пространстве объекты, удаляясь от наблюдателя, испытывают все большее сокращение времени.
В голографической теории речь идет об отрицательно изогнутом пространстве-времени (анти-де Ситтеровское пространство, или АДС-пространство)
Представьте себе диски гиперболического пространства, сложенные один на другой. Каждый диск представляет состояние вселенной в определенный момент времени. Получившийся цилиндр – трехмерное АДСпространство, в котором ось времени направлена вдоль образующей. Физика в таком пространствевремени несколько необычна: частица (например, теннисный мяч, зеленая линия), брошенная от центра, всегда возвращается назад за определенный промежуток времени. Лазерный луч (красная линия) достигает границы вселенной и возвращается назад за то же самое время. В четырехмерном АДСпространстве, которое больше похоже на нашу Вселенную, граница в каждый момент времени была бы не кругом, а сферой.
-
Гравитация и инерция
Видимая материя – 5%, тёмная материя – 20%, тёмная энергия – 75%.
F=g*m1*m2/r*r
F=g*m1*m2/r*r-k*m1*m2*r > F=взаимодействие вещества с тёмной материей - взаимодействие вещества с тёмной энергией.
Тёмная материя – антигравитоны с отрицательной массой. Они по ту сторону вакуума. Их взаимодействие с видимой материей обеспечивает ньютоново притяжение (=гравитация) и инерцию. Антигравитоны – свойство видимой материи. Обмен антигравитонами с отрицательной массой вызывает притяжение. Отрицательная масса по ту сторону вакуума оказывается для нас положительной тёмной материей по эту сторону вакуума.
Тёмная энергия – свойство пространства. Гравитоны с положительной массой, взаимодействуя с веществом, заставляют его разбегаться. Они также обеспечивают свой вклад в инерцию. Количество этих гравитонов пропорционально расстоянию, а не обратно пропорционально квадрату расстояния, как в случае с тёмной материей. Поэтому чем больше расстояние между галактики, тем больше ускорение разбегания. Максимальный радиус галактики ~ соответствует равенству двух частей формулы g*m1*m2/r*r-k*m1*m2*r. Отсюда можно оценить величину k.
k=g/r*r*r
