Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Интерстеллар
Шрифт:

Рис. 23.4. Раман Сандрам (род. 1964) и Лиза Рэндалл (род. 1962)

Представьте, что вы микроб, живущий в микроскопическом тессеракте (см. главу 29 ). Вы путешествуете в своем тессеракте, покидая брану перпендикулярно ей (направление вверх на рис. 23.5). И, положим, у вас есть приятель-микроб, который тоже путешествует перпендикулярно бране. Когда вы с приятелем покидаете брану, вы находитесь на расстоянии один километр друг от друга. Хотя вы оба перемещаетесь в точности перпендикулярно бране, из-за AdS-искривления расстояние между вами резко сокращается. Когда вы поднимаетесь над браной на десятую долю

миллиметра (толщина человеческого волоса), расстояние между вами сокращается в десять раз: от километра до 100 метров. Следующие 0,1 миллиметра сокращают расстояние еще в 10 раз, до 10 метров, следующие – до метра, и т. д.

Рис. 23.5. AdS-искривление балка

Такое сокращение расстояний параллельно нашей бране нелегко себе представить. Я не знаю, как изобразить это лучше, чем на рис. 23.5. И у этого феномена есть удивительные особенности.

AdS-искривление может решить загадку, известную под названием «проблема калибровочной иерархии», – но рамки книги не позволяют рассказать об этом сколь-нибудь подробно [72] . Что же касается гравитации, из-за сокращения расстояний при AdS-искривлении, силовые линии гравитационного поля могут распространяться лишь на малые области над и под браной. Вблизи браны, на расстоянии до 0,1 миллиметра, силовые линии безнаказанно распространяются в трех перпендикулярных измерениях, отчего гравитация подчиняется здесь закону обратных кубов. Однако дальше 0,1 миллиметра от браны силовые линии изгибаются параллельно бране, распространяясь всего в двух перпендикулярных измерениях, вследствие чего гравитация подчиняется привычному нам закону обратных квадратов [73] .

72

См. [Рэндалл 2011]. Прим. автора.

73

Откуда это магическое расстояние в 0,1 миллиметра, почему не 1 километр или 1 пикометр? Я выбрал эту величину весьма произвольно. Эксперименты показывают, что приблизительно 0,1 мм – это верхний предел, до которого гравитация продолжает подчиняться закону обратных квадратов. Однако мы вполне могли бы взять и меньшее расстояние. Прим. автора.

Рис. 23.6. Если в балке происходит AdS-искривление, силовые линии гравитационного поля изгибаются, выстраиваясь параллельно бране, поскольку пространство, в котором они могут распространяться над браной, ограничено (Перерисовка с иллюстрации из [Рэндалл 2011].)

AdS-бутерброд: в балке становится просторно

К сожалению, из-за стремительного сокращения параллельных бране расстояний по мере отдаления от нее объем балка над и под браной слишком тесен для Купера с его тессерактом, да и вообще для любой человеческой деятельности. Я осознал эту проблему еще в 2006 году, когда «Интерстеллар» был лишь в проекте, и быстро нашел выход (для Кип-версии): ограничим AdS-искривление тонким слоем пространства вблизи нашей браны, соорудив этакий «бутерброд». Для этого поместим еще две браны – назовем их ограничительными – рядом с нашей, как на рис. 23.7. В бутерброде между ограничительными бранами балк подвержен AdS-искривлению. Однако вне бутерброда балк совершенно не искривлен, что дает предостаточно места для научной фантастики с приключениями в балке.

.

Рис. 23.7. AdS-бутерброд с двумя ограничительными бранами. AdS-слой

между бранами обозначен светло-серым

Насколько толстым должен быть бутерброд? Достаточно толстым, чтобы «укладывать» силовые линии гравитационного поля, исходящие из нашей браны, вдоль нее и удерживать их в таком положении (дабы в нашей бране гравитация подчинялась закону обратных квадратов). Но не толще, поскольку это вызовет увеличение общего перпендикулярного сжатия, что станет препятствием для приключений в балке. (Представьте, что вся наша Вселенная, если смотреть снаружи AdS-слоя, сжата до размеров булавочной головки!) Нужная толщина бутерброда составит около трех сантиметров, так что при путешествии от нашей браны к ограничительной бране параллельные нашей бране расстояния сожмутся в 1015 (тысячу триллионов) раз.

В Кип-версии Гаргантюа находится в дальнем участке наблюдаемой Вселенной, на расстоянии примерно 10 миллиардов световых лет от Земли. Купер в тессеракте проникает сквозь AdS-слой, из недр Гаргантюа в балк. Там расстояние до Земли равно 10 миллиардам световых лет, деленным на тысячу триллионов, что примерно равно расстоянию между Солнцем и Землей, или одной астрономической единице (1 а. е.), см. рис. 23.7. Затем Купер преодолевает это расстояние в 1 а. е. через балк, параллельно нашей бране, чтобы достичь Земли и встретиться с Мёрф, см. рис. 29.4 .

Внимание! Внимание! Бутерброд нестабилен!

В 2006 году я воспользовался законами теории относительности, чтобы вывести математическое описание AdS-слоя и ограничительных бран. Поскольку прежде я не имел дела с теорией относительности в пяти измерениях, я попросил Лизу Рэндалл оценить мои выкладки. Лиза быстро их просмотрела, а затем сообщила мне кое-какие новости: как хорошие, так и плохие.

Хорошие новости: моя идея AdS-бутерброда уже была изобретена шесть лет назад; это сделала Рут Грегори из Даремского университета в Англии совместно с Валерием Рубаковым и Сергеем Сибиряковым из Объединенного института ядерных исследований в России. Выходит, я неплохо себя проявил в своем первом математическом вторжении в балк и заново открыл что-что стоящее.

Плохие новости: Эдвард Виттен (Принстон) и другие показали, что AdS-бутерброд нестабилен! Ограничительные браны находятся под давлением, подобно игральной карте, которую держат между указательным и большим пальцем (рис. 23.8). Карта гнется, а если сжать посильнее – коробится. Также и ограничительные браны будут выгибаться, пока не столкнутся с нашей браной (нашей Вселенной), уничтожив ее. Уничтожение целой Вселенной! Хорошенькое дело!

Рис. 23.8. Игральная карта, если сжимать ее с краев, гнется, а затем коробится

Однако я могу представить несколько способов спасти нашу Вселенную, если она действительно находится посередине AdS-бутерброда (в чем я очень сомневаюсь), – выражаясь языком физиков, несколько способов «стабилизации ограничительных бран».

Согласно Кип-версии, профессор Брэнд, работая с уравнениями теории относительности, заново открывает AdS-бутерброд (так же, как это сделал я); см. его доску на рис. 3.6 . Вопрос стабилизации ограничительных бран становится затем частью работы профессора по исследованию и укрощению гравитационных аномалий. В фильме показано шестнадцать досок в кабинете профессора Брэнда, математические выкладки на которых отражают его усилия.

Путешествие сквозь AdS-слой

AdS-искривление порождает в AdS-слое приливные силы, которые по человеческим стандартам просто чудовищны. Каждой сущности из балка, проходящей через этот слой по пути в нашу брану, придется иметь дело с этими силами. Поскольку нам неизвестно, из какого вещества (вещества с четырьмя пространственными измерениями) состоят сущности из балка, мы не можем знать, явится ли это для них проблемой. В научной фантастике этот вопрос остается на совести писателей и сценаристов.

Поделиться:
Популярные книги

#Бояръ-Аниме. Газлайтер. Том 13

Володин Григорий Григорьевич
13. История Телепата
Фантастика:
боевая фантастика
аниме
попаданцы
фэнтези
7.33
рейтинг книги
#Бояръ-Аниме. Газлайтер. Том 13

Неучтенный элемент. Том 12

NikL
12. Антимаг. Вне системы
Фантастика:
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Неучтенный элемент. Том 12

Шайтан Иван 5

Тен Эдуард
5. Шайтан Иван
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
историческое фэнтези
5.50
рейтинг книги
Шайтан Иван 5

Битва в пути

Николаева Галина
Проза:
советская классическая проза
6.60
рейтинг книги
Битва в пути

История человечества. Восток

Панкова Мария Александровна
История человечества
Научно-образовательная:
история
5.00
рейтинг книги
История человечества. Восток

Долина лошадей

Ауэл Джин Мари Антинен
2. Дети Земли
Приключения:
исторические приключения
8.15
рейтинг книги
Долина лошадей

Крым 1944. Весна освобождения

Ткаченко Сергей Николаевич
Военные тайны XX века
Документальная литература:
биографии и мемуары
5.00
рейтинг книги
Крым 1944. Весна освобождения

Россия молодая

Герман Юрий Павлович
Полное издание в одном томе
Проза:
историческая проза
6.57
рейтинг книги
Россия молодая

Танковые сражения. Боевое применение танков во Второй мировой войне. 1939-1945

фон Меллентин Фридрих Вильгельм
За линией фронта. Мемуары
Документальная литература:
биографии и мемуары
6.50
рейтинг книги
Танковые сражения. Боевое применение танков во Второй мировой войне. 1939-1945

Байка о том, как Лиса и Красная Королева о рае мечтали

Клауд Чак
1. Байки безумца Клауда
Фантастика:
юмористическая фантастика
5.00
рейтинг книги
Байка о том, как Лиса и Красная Королева о рае мечтали

Криптономикон

Стивенсон Нил Таун
Проза:
историческая проза
8.10
рейтинг книги
Криптономикон

Злодеи поневоле

Форвард Ив
Фантастика:
фэнтези
7.75
рейтинг книги
Злодеи поневоле

Целительные силы. Книга 1. Очищение организма и правильное питание. Биосинтез и биоэнергетика

Малахов Геннадий Петрович
Дом и Семья:
здоровье и красота
4.00
рейтинг книги
Целительные силы. Книга 1. Очищение организма и правильное питание. Биосинтез и биоэнергетика

Шайтан Иван 4

Тен Эдуард
4. Шайтан Иван
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
8.00
рейтинг книги
Шайтан Иван 4