عبور از کرم چاله: از مرگ تا سفرهای جهانی

آیا دوست دارید سریع از سوراخ کرم خارج شوید؟ اگر می خواهید از یک سفر به کرم چاله بازگردید ، به یک موقعیت گرانشی عجیب نیاز دارید. می توان تصور کرد که کرم چاله مانند کد تقلب یک بازی رایانه ای برای ساختار فضا و زمان است! می توانید بدون خستگی و عرق کردن از یک سیستم ستاره ای به سیستم دیگر پرش کنید. اما ابتدا باید مطمئن شوید که کرم چاله شما قابل برگشت و برگشت پذیر است.

“جوآ رزا” ، فیزیکدان دانشگاه آویرو در پرتغال ، به Live Science گفت: “مسافری که سعی می کند از کرم چاله ای که راضی نیست عبور کند ، توسط یک تونل خرد می شود.”

رزا در تلاش است تا یک کرم چاله پایدار و قابل نفوذ ایجاد کند. کرم چاله ای که می تواند با خیال راحت بدون خراب شدن اصل جاده یا به دام انداختن سرنشینانش از آن عبور کند. او به تازگی متوجه شده است که اگر ما درک خود را از گرانش افزایش دهیم ، این امر واقعاً امکان پذیر است.

موضوع نفوذپذیری

ساختن کرم چاله روی کاغذ به طرز فریبنده ای آسان به نظر می رسد. ما با نظریه گرانش شروع می کنیم. در نظریه نسبیت عام اینشتین ، گرانش رابطه بین ماده و انرژی و فضا و زمان را تعریف می کند. ترفند ایجاد کرم چاله یافتن پیکربندی بین ماده و انرژی است که به شما امکان ایجاد تونل را می دهد. در تحقیقات ، این تونل معمولاً “حلق کرم چاله” نامیده می شود و می توانید از آن برای پل زدن بین دو نقطه از فضا استفاده کنید.

این گلو معمولاً می تواند طولانی یا کوتاه باشد. اما وقتی گلو بین دو نقطه بسیار کوچکتر از حد معمول می شود ، کرم چاله های جذابی رخ می دهد و کرم چاله را به یک میانبر مناسب تبدیل می کند. جالبتر اینکه کرم چاله ها می توانند بسته به ساختارشان به عنوان ماشین زمان عمل کنند و آنها را به آینده یا گذشته ارسال کنند. ایده چنین میانبر جذابی دهه ها در ذهن دانشمندان و نویسندگان داستان های علمی تخیلی بوده است.

رزا در ایمیلی به Live Science گفت: “امکان بازدید از ستارگان دیگر (یا کهکشان های دیگر) ، یافتن تمدن فضایی بیگانه و بازگشت به گذشته یا عدم انتظار برای آینده همه بخشی از تخیل بشر است.” “کرم چاله ها راه حل های نسبتاً ساده و منحصر به فردی برای این مشکلات ارائه می دهند.”

با این حال ، کرم چاله ها بر اساس نسبیت عام یک مشکل بزرگ دارند: در واقع قابل عبور نیستند. رویدادهای ورودی کرم چاله نسبیت عادی در پشت افق پنهان شده است ، که موانع یک طرفه ای در فضا هستند. این بدان معناست که اگر وارد یک کرم چاله شوید ، هرگز نمی توانید از آن خارج شوید و در نتیجه ، نفوذپذیری ناموفق است.

مشکل دوم این است که آنها به طرز مضحکی ناپایدار هستند. لحظه ای که یک فوتون یا ذره ای از نور وارد گلو می شود ، کل کرم چاله قبل از خروج به طور فاجعه آمیزی فرو می ریزد.

جذابیت جدید

برای حل این مشکلات در نسبیت عام و تثبیت کرم چاله ، مسافر کیهانی باید آن را از مواد عجیب و غریب بسازد. نوعی ماده که حاوی انرژی منفی یا جرم منفی است. جرم منفی (همچنین به عنوان ماده عجیب نیز شناخته می شود) به نظر می رسد: اگر جسمی کمتر از 10 پوند وزن داشته باشد ، جرم منفی دارد. دانشمندان هیچ جرم منفی را در هیچ کجای جهان ندیده اند. در همین حال ، احتمال دریافت انرژی منفی کمی بیشتر است. وضعیتی که در آن انرژی در یک مکان خاص نسبت به محیط اطراف آن منفی است اما تنها در مقیاس میکروسکوپی و کوانتومی به دست می آید.

رزا می گوید: “وجود این ماده ضروری است زیرا مانع از افتادن کرم چاله بر روی مسافر می شود ، اما همچنین مشکل ساز است.” این منفی نشان دهنده چگالی متوسط ​​انرژی است. “خواص فوق العاده نادر ماده در جهان که فقط در سطح کوانتومی در شرایط بسیار خاص قابل مشاهده است.”

از آنجا که چنین ماده ای بسیار نادر است ، ساختن یک کرم چاله کامل از این ماده عجیب در جهان ما غیرممکن به نظر می رسد.

اما همه این استدلال ها در مورد کرم چاله ها بر اساس نظریه نسبیت عام استوار است و در حالی که این نظریه گرانش در قرن گذشته از هر آزمایش مشاهده ای و تجربی با موفقیت عبور کرده است ، می دانیم که نسبیت عام در گرانش نهایی نیست. مراکز سیاه نسبیت قادر به توصیف اولین لحظات جهان و رابطه بین خود و فیزیک کوانتومی نیستند.

بنابراین شاید یک نظریه جدید و بهبود یافته گرانش اجازه ایجاد کرم چاله ها را بدهد.

سفر کنید

این دقیقاً همان چیزی است که رزا در مقاله ای جدید کشف کرده است. مقاله ای که 29 ژوئیه به صورت آنلاین در پیش چاپ مجله آرشیو منتشر شد. نسخه پیش چاپ به این معنی است که این مطالعه هنوز توسط همتایان در این زمینه مورد بررسی قرار نگرفته است.

رزا از یک نوع گرانش بهینه به نام “Palatine-Metric Gravity of Composite and General” استفاده کرد. این نظریه مبتنی بر نسبیت عام است اما اجازه می دهد تا انعطاف پذیری بیشتری در رابطه بین ماده و انرژی و فضا و زمان ایجاد شود.

تحقیقات قبلی نشان داده بود که در این نظریه اصلاح شده ، کرم چاله های نفوذپذیر امکان پذیر است اما همچنان در خارج از حلق کرم چاله به انرژی منفی نیاز دارد. رزا کشف کرد که با قرار دادن ورودی کرم چاله با دو پوسته نازک از مواد معمولی ، می توان بدون نیاز به انرژی منفی از آنها عبور کرد.

او توضیح می دهد: “اتفاق می افتد که اگر گرانش اصلاح شود ، اثرات گرانشی مورد نیاز برای اطمینان از نفوذپذیری کرم چاله به طور طبیعی رخ می دهد و ما دیگر برای رسیدن به این هدف به یک ماده عجیب (ماده دارای بار منفی) نیاز نداریم.”

اما سپس رزا می خواهد این نظریه خاص گرانش اصلاح شده را آزمایش کند. او نوشت: “این یک گام بسیار کوچک به سوی هدف نهایی است.” “داده ها و مشاهدات تجربی (به عنوان مثال ، امواج گرانشی و مسیر ستارگان نزدیک مرکز کهکشان) اکنون باید برای آزمایش و تأیید این نظریه ها مورد استفاده قرار گیرد (امیدوارم).”

در حالی که نسبیت عام تاکنون همه اندازه گیری های گرانش (از جمله مساحت امواج گرانشی و سیاهچاله ها) را توضیح داده است ، داستان هنوز تمام نشده است. مشاهدات آینده ممکن است در آن نظریه قابل احترام از هم بپاشد ، و اگر گرانش مشترک پلاتین متریک را بهتر مشاهدات جهانی را توضیح دهد ، ممکن است کرم چاله هایی که برای سفر ساخته شده اند امکان پذیر شود.

اما سوالات به همین جا ختم نمی شود. کرم چاله ها همچنین می توانند به عنوان ماشین زمان عمل کنند. بنابراین ، راه حل مناسب برای کرم چاله ، سفر به گذشته است. که البته این گونه مشکلات پیچیده را ایجاد می کند (مانند مسئله معروف “تعارض پدربزرگ” و س questionsالات مربوط به علیت). اگر معتقد باشیم کرم چاله های گذرا می توانند وجود داشته باشند ، نه تنها رویاهای علمی تخیلی ما به حقیقت می پیوندند ، بلکه درک ما از فیزیک نیز واژگون می شود.