نظریه کرم‌چاله‌ها فرض می‌کند که عبور نظری از فضا-زمان می‌تواند میانبرهایی برای سفرهای طولانی در سراسر جهان ایجاد کند. کرمچاله ها توسط نظریه نسبیت عام پیش بینی می شوند. اما مراقب باشید: کرم‌چاله‌ها خطر فروپاشی ناگهانی، تشعشع زیاد و تماس خطرناک با مواد عجیب و غریب را به همراه دارند.
نظریه کرم چاله
کرمچاله ها برای اولین بار در سال 1916 نظریه پردازی شدند، اگرچه در آن زمان به این نام خوانده نمی شدند. لودویگ فلام، فیزیکدان اتریشی، در حالی که حل معادلات فیزیکدان دیگری را در نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در نظر می گرفت، متوجه شد که راه حل دیگری امکان پذیر است. او یک "سفیدچاله" را توصیف کرد، یک معکوس نظری زمان به یک سیاهچاله. ورودی‌های سیاه‌چاله‌ها و سفیدچاله‌ها را می‌توان از طریق خط لوله فضا-زمان به هم متصل کرد.
در سال 1935، اینشتین و فیزیکدان ناتان روزن از نظریه نسبیت عام برای توسعه این ایده با پیشنهاد وجود "پل" در فضا-زمان استفاده کردند. این پل ها دو نقطه مختلف در فضا-زمان را به هم متصل می کنند و از نظر تئوری میانبری ایجاد می کنند که می تواند زمان و مسافت سفر را کاهش دهد. میانبرها پل های انیشتین-رزن یا کرمچاله نامیده شدند.
استفان هسو، استاد فیزیک نظری در دانشگاه اورگان، به سایت خواهر ما LiveScience گفت: «در حال حاضر، کل موضوع بسیار فرضی است. هیچ کس فکر نمی کند ما به این زودی یک کرم چاله پیدا کنیم.
بر اساس مقاله ای که در مجله فیزیک انرژی بالا (2020) منتشر شده است، کرم چاله ها حاوی دو دهان هستند و گلو آنها را به هم متصل می کند. دهان به احتمال زیاد کروی خواهد بود. گلو ممکن است یک بخش مستقیم باشد، اما ممکن است خم شود و مسافت بیشتری را نسبت به یک مسیر معمولی تر طی کند.
نظریه نسبیت عام انیشتین وجود کرم چاله ها را به صورت ریاضی پیش بینی کرد، اما تاکنون هیچ کدام کشف نشده است. یک کرم چاله با جرم منفی را می توان در نحوه تأثیر گرانش آن بر نوری که عبور می کند مشاهده کرد.
برخی راه‌حل‌های نظریه نسبیت عام وجود کرم‌ها را مجاز می‌دانند، جایی که دهان همه سیاهچاله است. با این حال، یک سیاهچاله طبیعی که از فروپاشی یک ستاره در حال مرگ تشکیل شده است، به خودی خود یک کرم چاله ایجاد نمی کند.
از طریق کرم چاله
داستان های علمی تخیلی پر از داستان هایی در مورد سفر از طریق کرم چاله ها است. اما واقعیت چنین سفری پیچیده تر است و نه فقط به این دلیل که ما هنوز به آن توجه نکرده ایم.
اولین مشکل اندازه است. گمان می رود که سوراخ های کرم اولیه در سطوح میکروسکوپی حدود 10 وجود داشته باشد-33 سانتی متر با این حال، با انبساط جهان، برخی ممکن است به اندازه های بزرگتر کشیده شده باشند.
مشکل دیگر ناشی از ثبات است. حفره های پیش بینی شده انیشتین روزن برای سفر بی فایده خواهند بود زیرا به سرعت فرو می ریزند.
هسو گفت: "شما برای تثبیت کرم چاله به نوعی ماده بسیار عجیب و غریب نیاز خواهید داشت و مشخص نیست که چنین ماده ای در جهان وجود داشته باشد."
اما تحقیقات جدیدتر نشان داده است که یک کرم چاله حاوی ماده "عجیب" می تواند برای مدت زمان طولانی باز و بدون تغییر باقی بماند.
ماده عجیب و غریب که نباید با ماده تاریک یا پادماده اشتباه گرفته شود، دارای چگالی انرژی منفی و فشار منفی بالایی است. چنین ماده ای تنها در رفتار برخی از حالات خلاء به عنوان بخشی از نظریه میدان کوانتومی مشاهده می شود.
بر اساس گزارش لایو ساینس، اگر کرم چاله حاوی مواد عجیب و غریب به اندازه کافی باشد، چه به طور طبیعی یا مصنوعی اضافه شده باشد، از نظر تئوری می تواند به عنوان روشی برای ارسال اطلاعات یا مسافران فضایی استفاده شود. متاسفانه، سفر انسان از طریق تونل های فضایی می تواند یک چالش باشد.
کیپ تورن، فیزیکدان برجسته جهان در زمینه نسبیت، سیاه‌چاله‌ها و کرم‌ها، به Space.com گفت: «این هیئت منصفه نیست، بنابراین ما نمی‌دانیم.» اما نشانه های بسیار قوی وجود دارد مبنی بر اینکه کرم چاله هایی که فرد می تواند از آن عبور کند توسط قوانین فیزیک ممنوع است.
کرمچاله ها چگونه کار می کنند؟
کرمچاله ها نه تنها می توانند دو منطقه مجزا در جهان را به هم متصل کنند، بلکه دو جهان مختلف را نیز به هم متصل می کنند. به طور مشابه، برخی از دانشمندان پیشنهاد می کنند که اگر یک دهان کرم چاله به روش خاصی حرکت کند، ممکن است امکان سفر در زمان را فراهم کند.
اریک دیویس، اخترفیزیکدان به LiveScience گفت: «شما می توانید با استفاده از کرم چاله های قابل عبور به آینده یا گذشته بروید. اما کار آسانی نخواهد بود: «تبدیل سوراخ به کرم به ماشین زمان به تلاش های هرکول نیاز دارد. برداشتن کرمچاله به اندازه کافی دشوار خواهد بود.
با این حال، استیون هاوکینگ کیهان شناس بریتانیایی استدلال می کند که چنین استفاده ای امکان پذیر نیست.
اریک کریستین از ناسا گفت: "کرم چاله واقعا راهی برای بازگشت به گذشته نیست، بلکه یک میانبر است، بنابراین چیزی که دور بود بسیار نزدیکتر است."
اگرچه افزودن ماده عجیب و غریب به سوراخ کرم می تواند آن را تا حدی تثبیت کند که مسافران انسانی بتوانند با خیال راحت از طریق آن عبور کنند، اما هنوز این احتمال وجود دارد که افزودن ماده "معمولی" برای بی ثبات کردن پورتال کافی باشد.
فناوری امروزی برای افزایش یا تثبیت کرم چاله ها، حتی اگر بتوان آنها را شناسایی کرد، کافی نیست. با این حال، دانشمندان به مطالعه این مفهوم به عنوان روشی برای سفر فضایی ادامه می دهند، به این امید که فناوری در نهایت بتواند از آنها استفاده کند.
هسو گفت: "شما به فناوری فوق العاده پیشرفته نیاز دارید." مردم این کار را در آینده نزدیک انجام نخواهند داد.»
منابع اضافی
کدام یک از نظریه های آلبرت انیشتین درست بود؟ مقاله ناسا در مورد 10 چیزی که انیشتین قادر به درک آن بود را بخوانید. برای دیدن تصور این هنرمند از کرم چاله، این کلیپ کوتاه از فیلم ESA "15 Years After Discovery" را تماشا کنید.
کتابشناسی - فهرست کتب
سوراخ های انرژی فانتوم معاینه فیزیکی D (2005). https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.71.084011
"کرم چاله ها در فضا-زمان و استفاده از آنها برای سفر بین ستاره ای." مجله فیزیک آمریکا (1987). https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.15620
"نظریه نسبیت عام". اهمیت نسبیت (1922). https://link.springer.com/chapter/10
سوراخ های قابل عبور با دهانه های زیاد». مجله فیزیک انرژی بالا (2020) https://www.researchgate.net/publication/347125665_Multi-mouth_Traversable_Wormholes