Wormholes og Space Travel

Rumrejse gennem ormehuller lyder som en ganske interessant idé. Hvem vil ikke have teknologien til at hoppe i et skib, finde det nærmeste ormehul og rejse til fjerne steder på kort tid? Det ville gøre rumrejsen så let! Selvfølgelig dukker ideen op i science-fiction film og bøger hele tiden. Disse "tunneler i rumtid" tillader angiveligt tegn at bevæge sig gennem rum og tid i et hjerteslag, og figurerne behøver ikke at bekymre sig om fysik.

Er ormehulene ægte? Eller er de kun litterære anordninger til at holde science-fiction plot i bevægelse. Hvis de findes, hvad er den videnskabelige forklaring bag dem? Svaret kan være lidt af hver. Men de er en direkte konsekvens af generel relativitet, teorien først udviklet af Albert Einstein tidligt i det 20. århundrede. Det betyder dog ikke nødvendigvis, at de eksisterer, eller at folk kan rejse gennem dem i rumskibe. For at forstå, hvorfor de endda er en idé til rumrejse, er det vigtigt at vide lidt om videnskaben, der muligvis kan forklare dem.

Et ormehul antages at være en måde at transitere gennem rumtid, der forbinder to fjerne punkter i rummet. Nogle eksempler fra populær fiktion og film inkluderer filmen interstellar, hvor figurerne brugte ormehuller som portaler til fjerne dele af galaksen. Der er dog ingen observationsbeviser for, at de findes, og der er ingen empirisk bevis på, at de ikke er derude et eller andet sted. Kunsten er at finde dem og derefter finde ud af, hvordan de fungerer.

En måde at eksistere et stabilt ormehul på er at det oprettes og understøttes af en slags eksotisk materiale. Nemt sagt, men hvad er eksotisk materiale? Hvilken speciel ejendom har det brug for for at fremstille ormehuller? Teoretisk set skal sådanne "ormehulsprodukter" have en "negativ" masse. Det er lige sådan, det lyder: stof, der har en negativ værdi snarere end almindeligt stof, der har en positiv værdi. Det er også noget, som forskere aldrig har set.

Nu er det muligt for ormehuller spontant at komme i eksistens ved hjælp af denne eksotiske stof. Men der er et andet problem. Der ville ikke være noget at støtte dem, så de øjeblikkeligt kollapsede ind igen på sig selv. Ikke så godt for noget skib, der tilfældigvis passerer på det tidspunkt.

Så hvis spontane ormehuller ikke kan bruges, er der da en anden måde at skabe dem på? Teoretisk set ja, og vi har sorte huller at takke for det. De er involveret i et fænomen, der er kendt som en Einstein-Rosen-bro. Det er i det væsentlige et ormehul skabt på grund af den enorme krumning af rum-tid af virkningerne af en sort hul. Specifikt skal det være et Schwarzschild sort hul, et, der har en statisk (uforanderlig) masse, ikke roterer og ikke har nogen elektrisk ladning.

Så hvordan ville det arbejde? I det væsentlige når lys falder ned i det sorte hul, ville det passere gennem et ormehul og flygte ud på den anden side, gennem en genstand kendt som et hvidt hul. Et hvidt hul ligner et sort hul, men i stedet for at suge materiale ind, afviser det materiale væk. Lys ville blive accelereret væk fra et hvidt huls "udgangsportal" ved, ja, lysets hastighed, hvilket gør det til et lyst objekt, deraf udtrykket "hvidt hul."

Naturligvis bider virkeligheden her: det ville være upraktisk at endda forsøge at passere gennem ormhulet til at begynde med. Det er fordi passagen ville kræve at falde ned i et sort hul, hvilket er en bemærkelsesværdig dødelig oplevelse. Alt, der passerer begivenhedshorisonten, ville blive strakt og knust, hvilket inkluderer levende væsener. Kort sagt, der er ingen måde at overleve en sådan tur.

Der er endnu en situation, hvor et ormehul kan opstå fra noget, der kaldes et Kerr-sort hul. Det ser helt anderledes ud end en normal "point singularity", som astronomer synes udgør sorte huller. Et Kerr-sort hul ville orientere sig i en ringformation og effektivt afbalancere den enorme tyngdekraft med singularitetens roterende inerti.

Da det sorte hul er "tomt" i midten, kunne det være muligt at passere gennem dette punkt. Vridning af rumtid i midten af ​​ringen kunne fungere som et ormhul, så rejsende kan passere til et andet punkt i rummet. Måske på ydersiden af ​​universet, eller i et andet univers sammen. Kerr-singulariteter har en tydelig fordel i forhold til andre foreslåede ormehuller, da de ikke kræver eksistens og brug af eksotisk "negativ masse" for at holde dem stabile. De er dog endnu ikke blevet observeret, kun teoretiseret.

Hvis man lægger de tekniske aspekter ved ormehulsmekanik til side, er der også nogle hårde fysiske sandheder om disse genstande. Selv hvis de eksisterer, er det vanskeligt at sige, om folk nogensinde kunne lære at manipulere dem. Plus, menneskeheden har virkelig ikke engang stjerneskibe endnu, så at finde ud af måder at bruge ormehuller til at rejse er virkelig at lægge vognen foran hesten.

Der er også det åbenlyse spørgsmål om sikkerhed. På dette tidspunkt ved ingen nøjagtigt, hvad de kan forvente inde i et ormhul. Vi ved heller ikke nøjagtigt HVOR et ormehul kan sende et skib. Det kan være i vores egen galakse, eller måske et andet sted i det meget fjerne univers. Her er også noget at tygge på. Hvis et ormehul tog et skib fra vores galakse til en anden milliard af lysår væk, er der et helt spørgsmål om tid til at overveje. Transporterer ormehulet øjeblikkeligt? Hvis ja, hvornår ankommer vi i den fjerne kyst? Ignorerer turen udvidelsen af ​​rumtid?

Så mens det måske er tilfældet muligt for at ormehuller eksisterer og fungerer som portaler i hele universet, er det betydeligt mindre sandsynligt, at mennesker nogensinde vil være i stand til at finde en måde at bruge dem på. Fysikken fungerer bare ikke. Endnu.

Redigeret og opdateret af Carolyn Collins Petersen