آیا کرمچاله ها واقعی هستند؟

تحقیقات جدید نشان می دهد که کرمچاله ها می توانند واقعی باشند و شاید در طرف دیگر سیاهچاله ها خود را پنهان کرده باشند.

به گزارش تکناک، پریدن به درون یک کرمچاله (wormhole : hypothetical topological feature of spacetime) برای سفر به کهکشانی دیگر هنوز علمی تخیلی است، اما آنها چیزهای بیشتری در مورد ماهیت گرانش کوانتومی و دور نوردی) انتقال ماده یا انرژی بین دو نقطه بدون پیمودن فضای بین آنها( نشان می دهند.

قهرمانان داستان های علمی تخیلی برای فرار از خطر به روش های کاملاً ناباورانه مهارت دارند مانند پرش پارسک (پارسِک معادلِ ۳٫۲۶ سال نوری است) با استفاده از رانش با سرعت فراتر از نور یا دورنوردی از یک موقعیت سخت. اما یکی از ویژگی‌های بارز داستان‌های علمی تخیلی که لحظات تکان دهنده ای را در فیلم‌هایی مانند Interstellar تداعی می‌کند، ممکن است در واقع یک واقعیت علمی باشد وآن کرم‌چاله‌ ها است.

در واقع، طبق تحقیقات جدیدی که هفته گذشته در مجله Physical Review D منتشر شد، دانشمندان می‌گویند کرم‌چاله‌ ها ممکن است در سمت دیگر سیاه‌چاله‌ها از جمله سیاه چاله Sagittarius A، درکمین باشند. تیم تحقیقاتی بلغارستانی با استفاده از مدل های شبیه‌سازی‌شده ، تشخیص دادند که طیف‌های نور قطبی شده کرم‌چاله‌ ها و سیاه‌چاله‌ها (نور پرتاب شده توسط این اجرام کیهانی) تقریباً از یکدیگر قابل تشخیص نیستند. این بدان معنی است که هر سیاهچاله ای ممکن است دهانه ای به درگاه فضا-زمان باشد.

برایانا گرادو وایت، دانشجوی فوق دکترا در دانشگاه برندیس که تحقیقاتش شامل گرانش کوانتومی و کرمچاله‌ ها است، به Popular Mechanics می‌گوید، فقط به این دلیل که چنین کرم‌چاله‌ای می‌تواند وجود داشته باشد، به این معنا نیست که با تصورات علمی تخیلی ما مطابقت خواهد داشت. اما، این لزوما چیز بدی نیست. او که در این تحقیق شرکت نداشت اضافه میکند: فقط به این دلیل که از کرمچاله‌ها برای ساختن ماشین زمان استفاده نکرده‌ایم، به این معنا نیست که از طریق مطالعه آنها دانش نظری و عملی معناداری به دست نیاورده‌ایم.

کرمچاله چیست؟

گرادو وایت می‌گوید وقتی دانشمندان در مورد کرمچاله‌ ها صحبت می‌کنند، معمولاً دو نوع اصلی را مورد بحث قرار می‌دهند: نوع اول: یک کرمچاله (پل میانبر فرضی در فضا-زمان) قابل عبور (به عنوان پل انیشتین-رزن نیز شناخته می‌شود) و نوع دوم: یک کرم‌چاله فضا-زمان.

کرم چاله نوع اول مسلماً محبوب ترین است. آلبرت انیشتین و همکارش ناتان روزن برای اولین بار در سال 1935 آن را به عنوان راه حلی برای معادلات در مرکز نظریه نسبیت عام اینشتین پیشنهاد کردند. در این درک از یک کرم چاله، یک سیاهچاله به عنوان یک دهانه برای گذرگاهی عمل می کند که به دهانه ای دیگر در قسمت معکوس از فضا به عنوان خروجی متصل می شود. مشابه اینکه چگونه یک سیاهچاله همه چیز را در مسیر خود میبلعد، یک سفیدچاله تئوری آن را بیرون می اندازد. اتصال این دو نقطه پل انیشتین-رزن است.

گرادو وایت می‌گوید: اینها تونل‌هایی در فضازمان هستند که اغلب کانون توجه علاقه‌مندان به داستان های علمی تخیلی قرار میگیرند. تقریباً، اگر این کرم‌چاله‌ ها قابل عبور باشند، به فردی اجازه می‌دهند که بپرد و بدون اینکه آسیب ببیند به سمت دیگر جهان برسد.

با این حال، باز نگه داشتن تونل به طوری که از نظر تئوری امکان سفر در آن وجود داشته باشد، فقط در گفتن آسان است. به عنوان اثر گرانش، این پل ها به طور طبیعی می خواهند بر روی خود فرو بریزند و هر مسافری را در داخل خود نابود کنند.

برای سال‌های متمادی، دانشمندان بر این باور بودند که تنها راه باز نگه داشتن آن‌ها برای مقابله با نیروی گرانش استفاده از چیزی به نام «ماده عجیب یا بیگانه» است. جرالد کلیور، استاد فیزیک و رئیس گروه کیهان‌شناسی در دانشگاه بیلور، در ایمیلی به Popular Mechanics توضیح می‌دهد که یکی از راه‌های ممکن برای ایجاد این نیروی مقاوم، استفاده از «رشته‌های کیهانی» است.

کلیور می‌گوید: کرم‌چاله‌ ها ممکن است در جهان وجود داشته باشند درصورتی که رشته‌های کیهانی با چگالی یا فشار انرژی منفی در کیهان بسیار اولیه شاید در نزدیکی انفجار بزرگ ایجاد شده باشند،. برای مثال، کرمچاله‌های قابل عبور لورنتزی که من و دانشجوهایم آن را مطالعه می‌کنیم، به‌عنوان کرمچاله‌ هایی تعریف می‌شوند که از نظر تئوری امکان سفر سریع (کمتر از یک سال) را در هر دو جهت از جهان ویا از یک جهان به جهان دیگر را می‌دهند.

گرادو وایت می گوید، یک نظریه رایج جدیدتر همچنین می گوید که فشار منفی از ماده عجیب یا بیگانه یا رشته های کیهانی ممکن است اصلاً ضروری نباشد. در عوض، راه حل ممکن است در مکانیک کوانتومی نهفته باشد. او ادامه میدهد : ما اکنون متوجه شدیم که اثرات کوانتومی درک شده و قابل کنترل می‌تواند منجر به قابلیت عبور شود. بنابراین، در مفهوم تئوری، ما می‌دانیم که کرم‌چاله‌ ها می‌توانند وجود داشته باشند و کار کنند زیرا راه‌حل‌هایی را برای فضا-زمان‌ها نوشته‌ایم که شامل آن‌ها هستند و با قوانین فیزیک که اکنون آنها را می‌شناسیم، سازگار هستند.

با این حال، صرفاً به این دلیل که چیزی می تواند وجود داشته باشد، لزوماً به این معنی نیست که آن چیز 100درصد تایید شده است و یا اینکه ما کاملا راجب آن مطمئن هستیم. این مسئله به دلیل محدودیت های فناوری های موجود در رصد کردن است. به عنوان مثال سیاهچاله ها را در نظر بگیرید، آنها برای اولین بار به طور جدی در اوایل دهه 1900 نظریه پردازی شدند، اما تصویربرداری از آن بیش از 100 سال طول کشید.

گرادو وایت می‌گوید: حتی اگر بتوانیم کرمچاله‌ای را پیدا کنیم یا بسازیم، مدل‌ها نشان می‌دهند که احتمالاً اندازه آن‌ها میکروسکوپی خواهد بود. مگر اینکه فناوری اشعه کوچک کننده از داستان های علمی تخیلی خارج شود، آن ها کمک چندانی به مسافران فضایی که به دنبال مسیری سریع تر هستند، نخواهد کرد. او می‌گوید، با این وجود، مطالعه این کرمچاله‌ های تئوری هنوز کار علمی بسیار مهمی است، زیرا به دانشمندان کمک می‌کند تا علوم پایه مربوط به کیهان را بهتر درک کنند.

او می‌گوید:چشم‌انداز پریدن به درون کرمچاله‌ای برای سفر به کهکشانی دیگر همچنان در قلمرو داستان های علمی تخیلی قرار می گیرد و محکم‌تر از قلمرو علم است.