Ormehullshistorie, teori, typer, formasjon

EN ormhull, I astrofysikk og kosmologi er det en passasje som forbinder to punkter i romtidstoffet. Mens Apple Falling inspirerte teorien om Isaac Newtons gravitasjon i 1687, har ormene som Pierce Apples har inspirert nye teorier, også innenfor rammen av gravitasjon.

Akkurat som ormen klarer å nå et annet punkt på epleoverflaten gjennom en tunnel, utgjør romtids ormehull teoretiske snarveier som tillater reiser til fjerne steder i universet på kortere tid.

Space-Temporal Worm Hole: Artistic Vision. Kilde: Pixabay.

Det er en idé som har fanget og fortsetter å fange fantasien til mange. I mellomtiden tar kosmologer seg av å lete etter måter å bekrefte deres eksistens. Men for øyeblikkene er de fremdeles utsatt for spekulasjoner.

For å komme litt nærmere forståelsen av ormehull, muligheten for å reise i tid gjennom dem og forskjellene som eksisterer mellom ormehull og sorte hull, må du være lokalisert i begrepet romtid.

[TOC]

Hva er romtid?

Begrepet rom-tid er nært knyttet til ormhullet. Det er derfor det først er nødvendig å fastslå hva dens viktigste karakteristikk er og hva som er.

Romtiden er der hver og en av hendelsene oppstår i universet. Og universet på sin side er hele romtiden, som er i stand til å være vertskap for alle former for materie-energi og mer ..

Når kjæresten møter bruden er en begivenhet, men denne hendelsen har romkoordinater: stedet for møtet. Og en midlertidig koordinat: år, måned, dag og tid for møtet.

Fødselen til en stjerne eller eksplosjonen av en supernova, er også hendelser som utvikler seg i romtid.

Nå, i et område av massefri univers og interaksjoner, er romtiden flat. Dette betyr at to lysende stråler som begynner parallelt fortsetter slik, så lenge de holder seg i den regionen. Forresten, for en lysstråle er evig.

Selvfølgelig er rom-tid ikke alltid flat. Universet inneholder objekter som har masse som endrer romtiden, og forårsaker en rom-tid-krumning i universalskalaen.

Det var Albert Einstein selv som innså, i en inspirasjonstid han kalte "Den lykkeligste ideen i livet mitt", at en akselerert observatør er lokalt ikke skille fra en annen som er nær et massivt objekt. Det er det berømte ekvivalensprinsippet.

Og en akselerert observatør kurver rom-tid, det vil si at euklidisk geometri slutter å være gyldig. Derfor, i omgivelsene til et massivt objekt som en stjerne, en planet, en galakse, et svart hull eller selve universet, er romtiden buet.

Denne krumningen oppfattes av mennesker som en styrke som kalles tyngdekraft, hver dag, men mystisk samtidig.

Tyngdekraften er like gåtefull som styrken som skyver oss fremover når bussen vi reiser plutselig bremser. Det er som om plutselig noe usynlig, mørkt og massivt, i noen få øyeblikk satte det foran og tiltrekker oss, og improviserer oss fremover.

Planetene beveger seg elliptisk rundt solen fordi massen av dette produserer en depresjon på romtidsoverflaten som får planetene til å kurve sine baner. En lysende stråle krummer seg også sin bane etter romtidsdepresjonen produsert av solen.

Tunneler gjennom rommet - tid

Hvis romtid er en buet overflate, forhindrer ikke noe at et område kobler til et annet gjennom en tunnel. Å reise gjennom en slik tunnel vil innebære ikke bare å skifte steder, men gir også muligheten for å gå til en annen gang.

Kan tjene deg: jevn akselerert rettlinjet bevegelse: egenskaper, formler

Denne ideen har inspirert mange bøker, serie- og science fiction -filmer, inkludert den berømte amerikanske serien på sekstitallet "The Tunction of Time" og mer nylig "Deep Space 9" av Star Trek -franchisen og 2014 Interstellar Movie of 2014.

Ideen kom fra Einstein selv, som på jakt etter løsninger på feltet Generell relativitet, funnet med Nathan Rosen en teoretisk løsning som tillot å koble to forskjellige regioner med romtid gjennom en tunnel som fungerte som en snarvei.

Denne løsningen er kjent som Einstein Bridge - Rosen og vises i et verk publisert i 1935.

Imidlertid ble begrepet "ormehull" først brukt i 1957, takket være teoretiske fysikere John Wheeler og Charles Misner i en publikasjon av det året. Tidligere hadde det vært snakk om "One -Dimensional Tubes" for å referere til den samme ideen.

Senere i 1980 skrev Carl Sagan science fiction -romanen "Kontakt", en bok som en film senere ble laget. Hovedpersonen som heter Elly, oppdager intelligent utenomjordisk liv på 25 tusen lysår unna. Carl Sagan ønsket at Elly skulle reise dit, men på en måte som han var vitenskapelig troverdig.

Å turnere 25 tusen lysår unna er ikke en lett oppgave for et menneske, med mindre en snarvei blir søkt. Et svart hull kan ikke være en løsning, gitt at når den nærmer seg singulariteten, vil differensialvekten rive skipet og dets mannskap.

På jakt etter andre muligheter konsulterte Carl Sagan en av hovedekspertene i datidens sorte hull: Kip Thorne, som begynte å tenke på saken og innså at Einstein-Rosen-broene eller ormehullene til Wheeler var løsningen.

Imidlertid innså Thorne også at den matematiske løsningen var ustabil, det vil si at tunnelen åpnes, men snart kveler den og forsvinner.

Ustabiliteten til ormehull

Er det mulig å bruke ormehull for å reise store avstander i rom og tid?

Siden de ble utviklet, har ormehull tjent i en rekke science fiction -tomter for å ta hovedpersonene sine til avsidesliggende steder og oppleve paradoksene til ikke -lineær tid.

Kip Thorne fant to mulige løsninger på problemet med ustabilitet av ormehull:

• Ved å ringe Kvanteskum. På Planck -skalaen (10^-35 m) Det er kvantesvingninger som er i stand til å koble sammen to rom-tidsregioner gjennom mikrotunneler. En veldig avansert hypotetisk sivilisasjon kan finne en måte å utvide passasjene og holde dem nok tid til at et menneske kan passere.
• Negativ masse. I følge beregningene som ble publisert i 1990 av Thorne, ville det være nødvendig med enorme mengder av denne rare saken for å holde endene på ormehullet åpne.

Det bemerkelsesverdige med denne siste løsningen er at i motsetning til sorte hull, er det ingen singularitet eller kvantefenomener, og passet til mennesker gjennom denne typen tunnel vil være gjennomførbar.

På denne måten vil ormehull ikke bare tillate kobling av fjerne regioner i verdensrommet, men også atskilt over tid. Derfor er de maskiner å reise i tide.

Stephen Hawking, den store referansen til kosmologien til avdøde twentie.

Det kan tjene deg: Fysikk i middelalderen

Det har ikke redusert ånden til andre forskere, som har antydet muligheten for at to sorte hull i forskjellige områder av romtid er forbundet med et ormehull.

Selv om dette ikke ville være praktisk for rommets -turer, siden det ville ikke være noen mulighet for å gå ut i den andre enden, siden det er en annen svart hull, siden bortsett fra trengselene som ville bringe til det unike.

Forskjeller mellom sorte hull og ormehull

Når du snakker om et ormehull, tenker du også umiddelbart på sorte hull.

Et svart hull er naturlig dannet, etter evolusjonen og døden til en stjerne som har en viss kritisk masse.

Det oppstår etter at stjernen har uttømt atombrensel og begynner å kontrakt irreversibelt på grunn av sin egen gravitasjonsstyrke. Det fortsetter å forårsake en slik kollaps, at ingenting i lavere avstand enn radius i hendelseshorisonten kan unnslippe, ikke engang lyset.

Til sammenligning er et ormehull et eksepsjonelt utseende, en konsekvens av en hypotetisk anomali i romtidskurvaturen. I teorien er det mulig å gå gjennom dem.

Imidlertid, hvis noen prøvde å gå gjennom et svart hull, ville intens tyngdekraft og ekstrem stråling i nærmiljøet i singulariteten gjøre det til en tynn tråd av subatomiske partikler.

Det er indirekte og bare veldig nylige bevis på eksistensen av sorte hull. Blant disse bevisene er utslipp og påvisning av gravitasjonsbølger for tiltrekning og rotasjon av to kolossale sorte hull, oppdaget av Ligo gravitasjonsbølgeobservatoriet.

Det er bevis på at i sentrum av de store galaksene, ettersom vår Melkeveis er det et super massivt svart hull.

Den raske rotasjonen av stjernene nær sentrum, så vel som den enorme mengden høyfrekvente stråling som stammer derfra, er indirekte bevis på at det er et stort svart hull som forklarer tilstedeværelsen av disse fenomenene.

Det var knapt 10. april 2019 at det første fotografiet av et supermassivt svart hull (7000 millioner ganger solens masse) ble vist for verden, som ligger i en veldig fjern galakse: Messier 87 i Constellation of Virgo, til 55 Million av lysår på jorden.

Dette fotografiet av et svart hull var mulig takket være verdensnettverket av teleskoper, kalt "Event Horizon Telescope", med deltakelse fra mer enn 200 forskere over hele verden.

Av ormehull i stedet er det ingen bevis hittil. Forskere har vært i stand til å oppdage og overvåke et svart hull, men det samme har ikke vært mulig med ormehull.

Derfor er de hypotetiske gjenstander, selv om de er teoretisk gjennomførbare, som i en tid var de også sorte hull.

Variasjon/typer ormehull

Selv om de ennå ikke er påvist, eller kanskje nettopp på grunn av dette, har forskjellige muligheter for ormehull blitt forestilt. Alle er teoretisk gjennomførbare, siden Einsteins ligninger for generell relativitet tilfredsstiller. Det er noen her:

• Ormehull som forbinder to romtidsregioner i samme univers.
• Ormhull som er i stand til å koble et univers med et annet univers.
• Einstein-Rosen Bridges, der saken kan bevege seg fra den ene åpningen til den andre. Selv om denne passasjen av materie ville forårsake ustabilitet, og kollapset tunnelen på seg selv.
• Kip Thornes ormehull, med en sfærisk kaskar av negativ massemateriale. Det er stabilt og kriterbart i begge retninger.
• Det så -kalt Schwarzschild ormhullet, bestående av to tilkoblede sorte hull. De er ikke mange, siden materie og lys er fanget mellom begge ytterpunktene.
• Ormhull med lasting og/eller rotasjon eller Kerr, bestående av to internt tilkoblede sorte hull, krysset i en retning.
• Quantum Space-Time Foam, hvis eksistens er teoretisert på det subatomiske nivået. Skummet består av svært ustabile subatomiske tunneler som forbinder forskjellige områder. For å stabilisere og utvide dem, ville opprettelsen av et plasma av kvarker og gluoner være nødvendig, noe som vil kreve en nesten uendelig mengde energi for sin generasjon.
• Nylig, takket være strengteori, har den teoretisert av ormehull opprettholdt av kosmiske tau.
• Svart og separerte sorte hull, hvorfra et romtidshull oppstår, eller Einstein-Rosen Bridge som forblir forent av tyngdekraften. Dette er en teoretisk løsning som ble foreslått i september 2013 av fysikerne Juan Maldacena og Leonard Susskind. 

Kan tjene deg: anodiske stråler

Alle er helt mulige, siden de ikke er motstridende mot Einsteins ligninger av generell relativitet.

Er det mulig å se ormhull en dag?

I lang tid var sorte hull teoretiske løsninger av Einsteins ligninger. Einstein stilte spørsmål ved muligheten for at de noen gang kunne bli oppdaget av menneskeheten.

Albert Einstein (1879-1955), forfatter av teorien om relativitet. Kilde: Pixabay.

Så i lang tid forble sorte hull som en teoretisk prediksjon, helt til de fant og lokaliserte. Forskere huser det samme håpet om ormehull.

Det er veldig mulig at de også er der, men det er ennå ikke lært å finne dem. Selv om ormhull ifølge en veldig nylig publikasjon, ville ormehull etterlate spor og skygger observerbare selv med teleskoper.

Det antas at fotoner beveger seg rundt ormhullet og genererer en lysring. De nærmeste fotonene faller inn og etterlater en skygge som lar dem skille dem fra sorte hull.

I følge Rajibul Shaikh, en fysiker ved Tata Institute for Fundamental Research of Mumbai i India, ville en type roterende ormhull gi en større og større skygge enn et svart hull.

I sitt arbeid har Shaikh studert de teoretiske skyggene som er projisert av en viss type roterende ormehull, med fokus på det avgjørende papiret i hullhalsen for dannelse av en skygge av fotoner som gjør det mulig å identifisere det og skille den fra et svart hull.

Shaikh har også analysert skyggenes avhengighet med vendingen av ormehullet og har også sammenlignet det med skyggen som projiserer et svart roterende hull av Kerr, og funnet betydelige forskjeller. Det er en helt teoretisk jobb.

Bortsett fra dette, for øyeblikkene, forblir ormehull som matematiske abstraksjoner, men det er mulig at noen vil kunne se noen. Det som er i den andre enden, for øyeblikket er det fremdeles gjenstand for formodning. 

Referanser

1. Kvanteunderholdning Peudes for å gi opphav til tyngdekraften. Hentet fra ScienceAldia.com
2. Progress of Physics, vol 61, utgave september 2013 sider 781 -811
3. Ormhull. Hentet fra Wikipedia.org
4. Romtid. Hentet fra Wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Crazy New Paper antyder at ormehull kastet skygger vi lett kunne se med teleskoper. Hentet fra SciEseAlert.com