Γενικά

Wormholes, "σκουληκότρυπες": ο απλούστερος τρόπος για να ξεγελάσετε την απόσταση

Στην επιστημονική φαντασία χρησιμοποιούνται συχνά σκουληκότρυπεςγια μεγάλες αποστάσεις στο διάστημα. Είναι δυνατές αυτές οι μαγικές γέφυρες στην πραγματικότητα; Με όλο τον ενθουσιασμό μου, το μέλλον της ανθρωπότητας στο διάστημα (και εδώ, κάτω από το διάστημα, δεν εννοώ το ηλιακό σύστημα, ούτε καν ο γαλαξίας) φαίνεται ασαφής. Είμαστε τσάντες με κρέας και νερό, υπάρχει ακόμα περισσότερο νερό, και τα αστέρια είναι πολύ, πολύ μακριά. Οπλισμένοι με την πιο αισιόδοξη τεχνολογία της διαστημικής πτήσης, η οποία μπορεί να φανταστεί μόνο, είναι απίθανο να φτάσουμε σε άλλο αστέρι στην ανθρώπινη ζωή.

Η πραγματικότητα μας λέει ότι ακόμη και το πλησιέστεροτα αστέρια είναι αδιανόητα μακριά, και θα πάρει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας και χρόνου για να κάνει το ταξίδι. Η πραγματικότητα λέει ότι χρειαζόμαστε ένα πλοίο το οποίο με κάποιο τρόπο μπορεί να κρατήσει για εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων θα γεννηθούν γενιές και γενιές αστροναυτών, θα ζήσουν τη ζωή τους και θα πεθάνουν στο δρόμο προς ένα άλλο αστέρι.

Η επιστημονική φαντασία, από την άλλη πλευρά, μας πειράζεισαγηνευτικές μεθόδους προχωρημένης κίνησης. Κόψτε τη μηχανή στημονιού και παρακολουθήστε τα αστέρια περνώντας, και το ταξίδι στο Alpha Centauri είναι σαν μια κρουαζιέρα ευχαρίστησης.

Ακόμα πιο εύκολο να πάρετε μια σκουληκότρυπα. Μαγική γέφυρα που συνδέει δύο σημεία στο διάστημα και το χρόνο μεταξύ τους. Απλά προσδιορίστε τον προορισμό σας, περιμένετε έως ότου η πόρτα της πόρτας σταθεροποιηθεί και μετακινηθεί. Μετακινήστε τη θέση πίσω από τον μισό γαλαξία από εσάς.

Θα ήταν ωραίο. Κάποιος πρέπει να εφεύρει με ακρίβεια αυτές τις σκουληκότρυπες, ανοίγοντας - όχι, περνώντας - για εμάς, μια πορεία προς ένα τολμηρό νέο μέλλον της διαγαλαξιακής διαδρομής. Από πού προέρχονται αυτές οι σκουληκότρυπες και γιατί δεν τις χρησιμοποιούμε ακόμα;

Wormhole, επίσης γνωστή ως Γέφυρα Αϊνστάιν -Rosen, είναι μια θεωρητική μέθοδος διείσδυσης χώρου και χρόνου, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε δύο σημεία στο διάστημα μαζί. Και μετά μετακινήστε αμέσως από το ένα στο άλλο.

Ένα κλασικό παράδειγμα διαδήλωσης σκουληκότρυπας ήτανπου εμφανίζεται στην ταινία Interstellar: σύρετε δύο σημεία σε χαρτί και στη συνέχεια διπλώστε το χαρτί και τρυπήστε και τα δύο σημεία με ένα μολύβι. Λοιπόν, στο χαρτί, όλα είναι ξεκάθαρα, αλλά τι γίνεται με τη φυσική;

Ο Αϊνστάιν έδειξε ότι η βαρύτητα δεν είναιμε τη δύναμη, που προσελκύει την ύλη όπως ο μαγνητισμός, αλλά μάλλον στρεβλώνει το χώρο-χρόνο. Το φεγγάρι σκέφτεται ότι κινείται σε ευθεία γραμμή μέσω του διαστήματος, αλλά στην πραγματικότητα ακολουθεί μια καμπύλη διαδρομή που δημιουργείται από τη βαρύτητα της Γης.

Ο Albert Einstein και ο φυσικός Nathan Rosen το αποφάσισανμπορείτε να μπερδέψετε τόσο πολύ το χώρο-χρόνο ώστε τα δύο σημεία να μοιράζονται την ίδια φυσική θέση. Εάν στη συνέχεια καταφέρετε να σταθεροποιήσετε όλα αυτά, μπορείτε να διαχωρίσετε προσεκτικά τους δύο τομείς του χωροχρόνου έτσι ώστε να βρίσκονται στον ίδιο χώρο, αλλά σε οποιαδήποτε απόσταση ο ένας από τον άλλο.

Βυθιστείτε στο βαρύτημα από τη μία πλευράσκουληκότρυπα και αμέσως βρεθείτε στην άλλη πλευρά. Πάνω από εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια έτη φωτός. Και παρόλο που είναι θεωρητικά πολύ πιθανό να δημιουργηθεί μια σκουληκότρυπα, στην πράξη, από αυτό που γνωρίζουμε αυτή τη στιγμή, είναι σχεδόν αδύνατο.

Το πρώτο μεγάλο πρόβλημα είναι αυτόοι σκουληκότρυπες είναι αδιάβατες σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Σκεφτείτε το: η φυσική που προβλέπει αυτά τα πράγματα δεν τους επιτρέπει να χρησιμοποιηθούν ως μέθοδος μεταφοράς. Αυτό είναι ένα σοβαρό επιχείρημα εναντίον τους.

Δεύτερον, ακόμη και αν είναι δυνατό να δημιουργηθεί μια σκουληκότρυπα,θα είναι εντελώς ασταθής και θα καταρρεύσει αμέσως μετά το σχηματισμό. Αν προσπαθήσετε να πάτε με έναν τρόπο, μπορείτε εύκολα να πέσετε σε μια μαύρη τρύπα.

Τρίτον, ακόμη και αν είναι αποδεκτά και σταθερά, η προσπάθεια οποιουδήποτε υλικού να περάσει μέσα από αυτά - ακόμα και τα φωτόνια του φωτός - μπορεί να οδηγήσει σε κατάρρευση.

Ωστόσο, υπάρχει μια αίσθηση ελπίδας, επειδή οι φυσικοίδεν έχουν καταλάβει πλήρως πώς να συνδυάσουν τη βαρύτητα και την κβαντική μηχανική. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο το Σύμπαν μπορεί να κρύψει τα γεγονότα σχετικά με τις σκουληκότρυπες, τις οποίες ακόμα δεν καταλαβαίνουμε. Υπάρχει μια πιθανότητα ότι εμφανίστηκαν φυσικά ως μέρος της Μεγάλης Έκρηξης, όταν ο χωροχρόνος ολόκληρου του Σύμπαντος μπλέχτηκε σε μια μοναδικότητα.

Οι αστρονόμοι πρότειναν να ψάξουν για σκουληκότρυπες στο διάστημα, βλέποντας τη βαρύτητά τους να διαστρεβλώνει το φως των αστεριών πίσω τους. Αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν βρεθεί τίποτα.

Υπάρχει επίσης η πιθανότητα ότι οι σκουληκότρυπεςεμφανίζονται με φυσικό τρόπο, όπως εικονικά σωματίδια, τα οποία, όπως γνωρίζουμε, υπάρχουν. Μόνο θα είναι εξαιρετικά μικρό, σε κλίμακα Planck. Θα χρειαστείτε ένα μικρό διαστημόπλοιο.

Μια από τις πιο συναρπαστικές συνέπειεςσκουληκότρυπες κατά το ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ταξίδια στο χρόνο. Εδώ είναι πώς λειτουργεί. Αρχικά, δημιουργήστε μια σκουληκότρυπα στο εργαστήριο. Στη συνέχεια, πάρτε το ένα άκρο της σκουληκότρυπα, τοποθετήστε το στο διαστημικό σκάφος και πετάξτε με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, έτσι ώστε να λειτουργήσει η επίδραση της χρονικής διαστολής. Μόνο μερικά χρόνια θα περάσουν για ανθρώπους σε ένα διαστημόπλοιο, ενώ εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια θα περάσουν στη Γη. Εάν καταφέρετε να διατηρήσετε τη σκουληκότρυπα σταθερή, ανοιχτή και περασμένη, το ταξίδι θα είναι πολύ ενδιαφέρον.

Εάν πηγαίνετε προς μια κατεύθυνση, δεν θα το κάνετεΘα ξεπεράσετε μόνο την απόσταση μεταξύ των σκουληκιών, αλλά και θα μετακινηθείτε από τη μια φορά στην άλλη. Και θα πρέπει να λειτουργεί και προς τις δύο κατευθύνσεις, εμπρός και πίσω. Μερικοί φυσικοί όπως ο Leonard Susskind πιστεύουν ότι αυτό δεν θα λειτουργήσει επειδή παραβιάζει δύο θεμελιώδεις αρχές της φυσικής: τη διατήρηση της τοπικής ενέργειας και την αρχή της αβεβαιότητας για την ενέργεια και το χρόνο.

Δυστυχώς, φαίνεται ότι οι σκουληκότρυπες πρέπειπαραμείνετε στην επιστημονική φαντασία για το προβλέψιμο μέλλον και ίσως για πάντα. Ακόμη και αν γίνει δυνατή η δημιουργία μιας σκουληκότρυπας, θα πρέπει να διατηρηθεί σταθερή και ανοιχτή, και επίσης να καταλάβουμε πώς να κρατήσουμε την ύλη από την κατάρρευση. Ωστόσο, αν επιτύχουμε ποτέ αυτό το κατόρθωμα, το ζήτημα του ταξιδιού στο διάστημα θα επιλυθεί.