Глава 218. Гравитон и пространственно-временная червоточина •
Проводив Чэнь Чжэнпина, Сюй Чуань вернулся в свой гостиничный номер, достал из чемодана блокнот и ручку и сел за стеклянный стол.
Вопрос, поднятый профессором Брайаном Шмидтом, был довольно интересным.
Использовать расширенное применение теоремы Сюя-Вейля-Берри для вычисления многомерных пространств, проверки существования многомерных пространств и поиска способа входа в них.
Однако на данный момент это нереально.
Многомерное пространство в физическом смысле - это всего лишь гипотеза, выдвинутая физиками, как и параллельные миры, существует ли оно на самом деле, никто не знает.
Такие теоретические предположения, как ряска на воде, ненадёжны.
Даже четырёхмерное время, предложенное Эйнштейном в специальной теории относительности, в настоящее время не имеет никаких подтверждений.
Каждый действительно может ощущать течение времени, но существует ли четырёхмерное пространство, основанное на времени, нет никаких прямых доказательств.
Часы, секундомеры - это всего лишь вещи, созданные самими людьми.
Сидя за стеклянным столом, Сюй Чуань перебирал в голове бесчисленные мысли и, наконец, вздохнул с облегчением.
Хотя вычисление многомерных пространств с помощью расширенного применения теоремы Сюя-Вейля-Берри - это сложная задача, или, можно сказать, невыполнимая в настоящее время.
Но вопрос профессора Брайана Шмидта принёс ему и другое озарение.
Можно ли использовать расширенное применение теоремы Сюя-Вейля-Берри для вычисления гравитационных волн, или существования пространственно-временных червоточин, или чего-то подобного?
Это то, что он исследовал с тех пор, как в прошлой жизни открыл гравитон.
Что-то вроде пространственно-временных червоточин из научно-фантастических фильмов или романов, в которые можно войти и переместиться в далёкие внеземные галактики.
Конечно, у него не было прямых доказательств существования таких вещей, но после открытия такой частицы, как гравитон, научная интуиция подсказывала ему, что пространственно-временные червоточины, скорее всего, действительно существуют.
Будь то естественные или искусственные.
В прошлой жизни он исследовал немало вещей: управляемый ядерный синтез, использование тёмной материи и тёмной энергии, гравитационные волны, вызывающие колебания пространства, и так далее. Все эти передовые вопросы физики находились в сфере его исследований, просто некоторые были более глубокими, а некоторые - менее.
Среди них гравитационные волны, вызывающие колебания пространства, были из тех, что менее.
До его перерождения эта идея была основана только на теории, без какой-либо экспериментальной базы.
Говоря об этом, нельзя не упомянуть "гравитон".
Гравитон, также называемый "гравитационной частицей", в физике является гипотетической частицей, передающей гравитацию. Гравитацию между двумя объектами можно свести к обмену гравитонами между частицами, составляющими эти объекты.
Чтобы передавать гравитацию, гравитоны должны всегда притягиваться, иметь бесконечный радиус действия и существовать в бесконечном количестве форм.
В квантовой механике гравитон определяется как бозон со спином 2 и нулевой массой.
В М-теории гравитон определяется как свободная замкнутая струна, которая может распространяться в многомерное пространство за пределами мембраны Вселенной и на другие мембраны Вселенной.
Это основа гравитона.
Существование гравитона было предложено потому, что квантовая теория очень успешна во всех аспектах, например, электромагнетизм можно объяснить квантованием фотонов (квантовая электродинамика). А другие фундаментальные взаимодействия Вселенной (слабое и сильное ядерное взаимодействие) также могут быть идеально описаны квантовой теорией.
Поэтому люди, естественно, надеются, что квантовая теория сможет объяснить и гравитацию, поэтому предполагается существование неоткрытого гравитона, свойства которого аналогичны фотону, и в конечном итоге может быть разработана теория квантовой гравитации.
Конечно, в 2018 году эта штука всё ещё не была подтверждена.
Только в 2030 году гравитон будет открыт им и официально включён в физическую систему.
А после открытия гравитона М-теория его наставника Виттена фактически была частично дополнена.
Тогда можно сделать вывод и о теории, согласно которой гравитон может распространяться в многомерное пространство за пределами мембраны Вселенной и на другие мембраны Вселенной.
Тогда использование распространения гравитонов для передачи информации или открытия канала вошло в передовую область исследований физики того времени.
К сожалению, эти вещи, даже до его перерождения, были всего лишь чисто теоретическими.
Не говоря уже об управлении гравитонами для передачи информации и открытия пространственно-временных каналов, даже стабилизация гравитационных волн в пространстве была невыполнимой задачей.
Однако, как ведущий физик в этой области, он исследовал гравитоны глубже, чем другие.
Некоторые вещи, которые не удавалось сделать в прошлой жизни, возможно, удастся сделать в этой.
Сегодняшний вопрос профессора Брайана Шмидта принёс ему вдохновение, заставив его связать многомерное пространство с гравитонами.
А математика, которую он изучает в этой жизни, дала ему инструменты, дала ему возможность попытаться вычислить эти вещи.
Два в одном, и ни одно не может отсутствовать.
Конечно, в будущем ему понадобятся такие крупные экспериментальные установки, как Большой адронный коллайдер, гравитационный волновой детектор и т. д., чтобы помочь проверить правильность этих теорий и расчётов.
Но сейчас он нашёл путь, который, возможно, сможет привести в будущее.
В гостиничном номере, за стеклянным столом, Сюй Чуань сжал шариковую ручку и закрыл глаза, погрузившись в размышления.
Время шло капля за каплей, неизвестно, сколько прошло времени, он открыл глаза, в которых блестел огонёк, а уголки его губ изогнулись в улыбке.
"В консервативной системе скорость движения рассматривается как составляющая скорости света в направлении движения, таким образом строится уравнение движения, а время - как функция скорости. Через закон сохранения энергии строится дифференциальное уравнение кинетической энергии:
f=de/ds=mcw, mcw=mg', решая, получаем: w=g(1/u-√1u-1/c), принимая скорость гравитона Земли за скорость света c, получаем следующую частоту f: ."
Шариковая ручка в его руке выводила на чистом листе блокнота один за другим математические символы, а также записывала одну за другой теории и идеи.
Неважно, правильны ли эти вещи, но сейчас он должен быть в состоянии положить начало.
А если есть начало, то можно идти дальше.
Выбор математики в этой жизни - действительно правильный выбор!
Двойное наложение математики и физики - это гораздо больше, чем просто 1+1=2.
Не тратя много времени на этот путь, записав некоторые свои мысли и идеи, и сделав простые расчёты, Сюй Чуань отложил ручку.
Глядя на то, что было записано в блокноте, он надул щёки и выдохнул.
Судя по текущей теории, это, возможно, осуществимый путь.
Но данных, связанных с гравитонами, слишком мало, чтобы поддержать его дальнейшие расчёты.
Чтобы завершить эту теорию, не говоря уже об экспериментах, вероятно, это будет не проще, чем решить проблему управляемого ядерного синтеза, а то и сложнее.
Поскольку данных, связанных с гравитонами, очень мало, только в его голове сейчас есть несколько лет фундаментальных исследований.
Чтобы изучать эту штуку, Большой адронный коллайдер необходим.
Повышение уровня энергии до более чем ста ТэВ требует повышения на порядок по сравнению с LHC, будь то магнитный обруч, магнитное зеркало, схема управления, сверхпроводящие материалы, наблюдательное оборудование, детекторы и т. д. - всё это должно быть полностью модернизировано.
Это непростой проект: после модернизации LHC до HL-LHC уровень энергии был увеличен всего лишь до 20-30 ТэВ.
Китайский суперколлайдер, привлёкший большое внимание физического сообщества, с бюджетом более 150 миллиардов, всё ещё находящийся в стадии проектирования, - "Кольцевой электрон-позитронный коллайдер - суперпротон-протонный коллайдер CEPC" - повысил уровень энергии лишь до 50 ТэВ. Видно, насколько сложно проектирование и строительство Большого адронного коллайдера и сколько средств он требует.
Однако модернизация Большого адронного коллайдера не предназначена только для исследований в области физики высоких энергий и физики элементарных частиц.
Большой адронный коллайдер также может способствовать развитию национальной экономики.
Профессор экономики Миланского университета (Италия) Массимо Флорио провёл исследование, в котором, согласно разработанной ими аналитической модели, соотношение выгод и затрат проекта Большого адронного коллайдера высокой светимости составляет примерно 1,8.
То есть на каждый швейцарский франк, вложенный в проект Большого адронного коллайдера высокой светимости, будет получено примерно 1,8 швейцарского франка социальных выгод.
Конечно, эти социальные выгоды в основном проявляются в технологическом переполнении, подготовке кадров, исследованиях и разработке новых технологий, культурных выгодах, научной литературе и т. д.
Это не значит, что запуск коллайдера сразу же принесёт экономический эффект.
Кроме того, среди социальных выгод, получаемых от научных исследований, проводимых на коллайдере, есть ещё одна неизмеримая выгода - "знание".
Каждый запуск Большого адронного коллайдера генерирует огромное количество данных, в которых может содержаться истина о Вселенной.
Например, открытие таких элементарных частиц, как бозон Хиггса, на сегодняшний день не оказало большого влияния на развитие технологий, но в будущем эти вещи станут самым ценным достоянием цивилизации.
Точно так же, как закон электромагнитной индукции, когда он только появился, никто не обращал на него внимания, а теперь электричество стало незаменимой частью жизни человечества.
Сегодняшние вложения в науку в будущем покажут свою пользу и ценность.
Не тратя много времени на гравитоны и прочее, 정리ровав свои мысли, Сюй Чуань вышел из комнаты и вернулся на Международный конгресс математиков.
Конгресс, который проводится раз в четыре года, нельзя пропускать.
Особенно нельзя пропустить доклады других лауреатов Филдсовской премии этого года, а также доклады таких ведущих математиков, как Теренс Тао, Джордж Уильямсон, Брандл и др.
Что касается таких мэтров старшего поколения, как Уайлс, Гауэрс, Делинь, Фальтингс, то они редко выступают с докладами на Международном конгрессе математиков.
С одной стороны, нужно оставить возможности для последователей, а с другой стороны, статус и возраст этих мэтров слишком велики.
Хотя многие, такие как Делинь и Фальтингс, всё ещё занимаются математикой, их центр тяжести на самом деле уже не на прорыве границ математики.
Как и профессор Делинь, хотя он и продолжает исследовать стандартные гипотезы, оставленные Гротендиком, сейчас он больше сосредоточен на преподавании в академии и воспитании следующего поколения математиков.
После нескольких дней непрерывных докладов, прослушав доклады многих математиков, Сюй Чуань получил те или иные представления и идеи в интересующих его областях математики, что принесло ему огромную пользу.
Международный конгресс математиков, проходящий раз в четыре года, по праву считается самым престижным форумом для обмена опытом в области математики. Помимо приглашённых математиков, выступающих с сорокапятиминутными и часовыми докладами, даже десятиминутные доклады, заявленные в Международный математический союз, содержат немало ярких идей.
По привычке выбрав и прослушав доклад, Сюй Чуань, идя и обдумывая только что полученные знания, вышел из зала, как вдруг услышал голос:
— Профессор Сюй Чуань, подождите.
Подняв глаза, он увидел, что его остановил заведующий кафедрой математики Принстона Фефферман. Сюй Чуань с улыбкой ответил: "Профессор Фефферман, вы тоже здесь?"
"Я пришёл, чтобы найти тебя. У тебя будет время позже? Поговорим?" - с улыбкой спросил Фефферман.
"Конечно", - кивнул Сюй Чуань.
"Тогда пойдём со мной", - сказал Фефферман, направляясь к выходу из зала заседаний.
Сюй Чуань последовал за ним и, идя рядом, спросил: "Есть какие-нибудь идеи по поводу уравнений Навье-Стокса?"
Фефферман покачал головой и сказал: "Нет, не в этом дело. В последнее время я не занимался уравнениями Навье-Стокса, да и идеи и вдохновение не так-то легко получить. Промежуточные результаты, отправленные в "Математические Анналы", ещё не прошли рецензирование".
"Тогда в чём дело?" - Сюй Чуаню стало любопытно.
Фефферман улыбнулся и сказал: "На самом деле, не я тебя ищу, а пришёл по просьбе одного человека".
Услышав это, Сюй Чуань сузил зрачки и больше ничего не сказал. Он примерно догадался, в чём дело, но не придал этому особого значения. Это Бразилия, а не США.
Следуя за Фефферманом, они вскоре подошли к отелю за пределами места проведения конференции.
Войдя в лифт, они поднялись на этаж, где остановился Фефферман. Войдя в комнату, Сюй Чуань шевельнул глазами. Как он и ожидал, человек в комнате был ему знаком - директор иммиграционного офиса США, специально отвечающий за иммиграцию лучших талантов. Цю Чэнтун, Чэнь Синшэнь, Янг Чжэньнин - все эти лучшие таланты были привлечены ими.
Увидев Сюй Чуаня, человек в комнате быстро подошёл, с горячей улыбкой на лице и с энтузиазмом протянул правую руку: "Здравствуйте, здравствуйте, это профессор Сюй Чуань? Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Какой молодой и талантливый!"
Сюй Чуань с улыбкой протянул руку для рукопожатия и сказал: "Здравствуйте".
Сбоку Фефферман представил: "Это профессор Сюй Чуань, а это директор иммиграционного офиса Андре Миллер".
Сюй Чуань кивнул и сказал: "Здравствуйте, директор Андре".
Андре с улыбкой сказал: "Прошу прощения, что беспокою вас, профессор Сюй. Надеюсь, это не помешало вашим делам. Присаживайтесь сюда".
Сюй Чуань кивнул и сел.
То, что его ищут люди из иммиграционного офиса США, было ожидаемо. На самом деле, можно даже сказать, что это немного запоздало.
По его предположениям, обычно они должны были прийти после того, как гипотеза Ходжа прошла рецензирование, но по какой-то причине это затянулось до сих пор.
В стороне профессор Фефферман заварил три чашки чая и принёс их.
"Профессор Сюй, попробуйте. Это Лунцзин до дождя, который мне привез друг. Должен быть очень хорошим", - сказал Андре с улыбкой, вставая и поднося чашку Сюй Чуаню.
"Спасибо", - Сюй Чуань с улыбкой взял чашку.
"Если профессору Сюй понравится, у меня есть ещё одна пачка, я подарю её вам позже".
Андре с улыбкой отпил чай и, немного поболтав с Сюй Чуанем, сменил тему и сказал: "Соединённые Штаты - самая экономически развитая страна в мире. Будь то научные исследования, уход за престарелыми, медицинское обслуживание, образование или другие ресурсы, мы занимаем первое место в мире".
"У нас самая открытая иммиграционная система в мире и атмосфера, охватывающая многообразие культур. Здесь работают миллионы китайцев, которые также пользуются американскими льготами и гражданскими правами, не сталкиваясь с какой-либо дискриминацией".
У Сюй Чуаня дернулось веко, он держал чашку чая и молчал, зная, что приближается приглашение.
И действительно, Андре продолжил: "Я пришёл сюда, чтобы пригласить вас присоединиться к нам в Соединённых Штатах. Гении рождаются в юности, и Соединённые Штаты всегда стремились к таким выдающимся учёным, как профессор Сюй".
"Чтобы выразить наше уважение и почтение к вам, мы повысим ваше содержание в Соединённых Штатах. Ваша годовая зарплата будет вдвое больше, чем та, которую вам предоставляет Принстон, - два миллиона долларов в год. Мы также приобретём для вас виллу в Принстоне для проживания и предоставим автомобиль стоимостью двести тысяч долларов для передвижения. Всё это вы можете выбрать по своему усмотрению".
"Кроме того, мы предоставим вам соответствующее финансирование для научных исследований, причём не будем распределять его и вмешиваться в ваши исследования. Если вам понадобится, Соединённые Штаты окажут вам максимальную помощь в научных исследованиях".
"Будь то математика, физика или астрономия, от суперкомпьютеров до Большого адронного коллайдера, астрономического оборудования и даже телескопа Хаббл - вы можете подать заявку на использование".
"И наконец, Соединённые Штаты специально для вас проведут церемонию награждения, на которой вам будет присвоено звание почётного члена Национальной академии наук США".
"Если профессор Сюй пожелает иммигрировать, я немедленно организую людей для проведения всех процедур. Вам не нужно будет ничего делать, только подписать документы".
"Включая ваших родственников, будь то родители или подруга, в соответствии с разделением на три поколения, если они входят в этот круг и желают, мы организуем для них иммиграцию и в кратчайшие сроки доставим их к вам для воссоединения".
"Не знаю, каково ваше желание, профессор?"