Was sind Wurmlöcher?
Theoretische Physiker haben die Existenz solcher „Abkürzungen“ vermutet
Da der Name Einstein-Rosen-Brücken für solch eine beeindruckende Eventualität etwas trocken ist, ist er allgemein als Wurmlöcher oder Wurmlöcher bekannt geworden.
Sie können ein Wurmloch als eine Art darstellenEin Tunnel, der zwei Punkte in Raum-Zeit verbindet. Dieser Tunnel kann eine gerade Rinne oder ein gewundener Pfad sein. Wenn ein Wurmloch „passierbar“ ist, verkürzt es einen Pfad durch die Raumzeit und verbindet zwei Punkte, die sonst weit voneinander entfernt wären. Wurmlöcher können verschiedene Punkte innerhalb desselben Universums verbinden, oder sie können verschiedene Universen verbinden.
Die gebräuchlichste Art der AnzeigeWurmlöcher - stellen Sie sich vor, Sie halten ein Stück Papier in der Hand, was ein normaler Raum ist. Stellen Sie sich das Reisen durch den Weltraum als ein Stück Papier vor. Markieren Sie nun an jedem Ende einen Punkt und falten Sie das Blatt Papier in zwei Hälften, wobei Sie die beiden Punkte miteinander verbinden, ohne sie berühren zu lassen. Wenn Sie im normalen Raum (dh auf einem Blatt Papier) unterwegs wären, würde die Reise von einer Ihrer Markierungen zur anderen länger dauern, als wenn ein Tunnel oder ein "Wurmloch" zwei Punkte auf dem Papier durch den leeren Raum zwischen ihnen verbinden würde.
Gibt es wirklich Wurmlöcher?
Das Wurmloch wurde nie direkt oder beobachtetindirekt, aber sie "existieren" im mathematischen Sinne, wenn sie in den Lösungen der Gleichungen des Gravitationsfeldes entstehen, die Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zugrunde liegen. Dies bedeutet, dass wir das Universum in viele Teile aufteilen und dann mithilfe mathematischer Gleichungen beschreiben können, wie diese Teile zusammenpassen.
Diese Feldgleichungen sind wie Gerüste,auf dem das Universum aufgebaut ist. Die Gleichungen, die beschreiben, wie allgemeine Relativitätstheorie oder Schwerkraft funktionieren, erfordern keine Wurmlöcher, aber sie tun es. Mit anderen Worten, eine der möglichen Lösungen für die allgemeinen Gleichungen des Relativitätsfeldes ist ein Wurmloch, das zwei Punkte in der Raumzeit verbindet.
Wurmlöcher sind nicht nur rein theoretische Phänomene. Es gibt mehrere bekannte Probleme, die sie auch in der Mathematik jenseits von Einsteins Gleichungen zur Realität machen.
Warum sind Wurmlöcher gefährlich? Wohin wird ihre Entdeckung führen?
Für den Anfang sind Wurmlöcher instabil, d.h.schnell zusammenbrechen. Somit können mögliche Reisende im Weltraum niemals das andere Ende des Tunnels erreichen, wenn es um sie herum zusammenbricht. Es ist jedoch nicht alles verloren, weil Physiker entdeckt haben, dass die Verwendung exotischer Materie ein Wurmloch offen halten kann. Exotische Materie, nicht zu verwechseln mit dunkler Materie, ist eine Form mit negativer Energiedichte und negativem Druck. Es wird abgestoßen, nicht von der Schwerkraft angezogen. Bisher erscheint exotische Materie in Quantenexperimenten in Form von Partikeln, sodass niemand weiß, ob genug exotische Materie an einem Ort ein Wurmloch erzeugen kann.
Zeitreiseproblem
Und selbst wenn wir den Tunnel mit unterstützen könntenAndere Theoretiker wie Stephen Hawking, die durch die Fähigkeit exotischer Materie entdeckt wurden, die Schwerkraft abzuwehren, warnen vor einem anderen Problem. Wenn jemals ein Teilchen auf ein Wurmloch trifft, erfordert die Mathematik, dass das Wurmloch zu kollabieren beginnt. Dies ist kein gutes Zeichen für intergalaktische Raum- und Zeitreisen.
Sie können keine geschlossenen Kurven wie die Zeit erstellen. Ein Spiel würde das Auftreten geschlossener Zeitkurven verhindern.Die Gesetze der Physik sind nicht Die Entstehung geschlossener, zeitähnlicher Kurven könne nicht möglich sein, warnte Hawking, als er 1992 in seiner Studie die Chronologie der Zeit verteidigte.
Wurmlochpotential. Was können Wurmlöcher uns geben?
Wurmlöcher sind ein beliebter Gegenstand unterScience-Fiction-Fans und theoretische Physiker, weil solche Phänomene viele Möglichkeiten eröffnen können. Menschen könnten in eine andere Galaxie reisen oder die Existenz paralleler Universen im menschlichen Leben erforschen.
Dieses hypothetische Raumschiff mitDer Induktionsring "negative Energie" wurde von jüngsten Theorien inspiriert, die beschreiben, wie der Raum mit negativer Energie gekrümmt werden kann, um einen ultraschnellen Transport zum Erreichen entfernter Sternensysteme zu erzeugen
Und Wurmlöcher bieten nicht nur eine ChanceRaumfahrt, aber auch für Zeitreisen. Wir könnten zu den frühen Tagen der Entstehung unseres Sonnensystems zurückkehren und schließlich die Debatte darüber beenden, wie sich unser Mond gebildet hat. Vielleicht sogar das Rätsel lösen, wie das supermassereiche Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße erschien? Und das ist erst der Anfang.
Angesichts der Tatsache, dass das Vorhandensein von Wurmlöchern so verlockend ist, sollte so viel Forschung wie möglich zu diesem Thema erwartet werden. Und kürzlich haben Wissenschaftler eine originelle Lösung vorgeschlagen.
Was haben die Wissenschaftler vorgeschlagen?
Gravitationswellendetektoren haben bereits mysteriöse Schwarze Löcher entdeckt. Wurmlöcher könnten als nächstes kommen.
Gemessen anForschungPhysikern zufolge erzeugt ein Schwarzes Loch, das sich spiralförmig in ein Wurmloch verwandelt, Wellen im Raum und im Raum, die von den Gravitationswellenobservatorien LIGO und Virgo erfasst und aufgezeichnet werden können.
Bisher wurden keine Beweise für die Existenz von Wurmlöchern gefunden. Wenn sie existieren, haben Forscher die Möglichkeit, Wurmlöcher mithilfe von Gravitationswellen zu erkennen, da sind sich die Wissenschaftler sicher.
In ihrem theoretischen Ansatz berücksichtigten sieein Schwarzes Loch mit einer Masse, die fünfmal so groß ist wie die der Sonne, die ein Wurmloch in einer Entfernung von 1,6 Milliarden Lichtjahren von der Erde umkreiste. Die Forscher errechneten, dass sich das Schwarze Loch, wenn es sich dem Wurmloch nähert, nach innen windet, als würde es ein anderes massives Schwarzes Loch umkreisen. Dieser Prozess wird von Schwingungen begleitet und erzeugt Gravitationswellen. Auf den ersten Blick sehen sie aus wie ein Standardwellenmuster, dessen Frequenz mit der Zeit zunimmt.
Sobald das Schwarze Loch die Mitte des Wurmlochzentrums erreicht, das als Hals bezeichnet wird, wird das Schwarze Loch es passieren und die Gravitationswellen im ersten Universum werden abrupt verschwinden.
Forscher untersuchten, was passieren würde, wenn ein Schwarzes Loch in einer fernen Welt, beispielsweise einem anderen Universum, auftauchen würde. In diesem Fall werden die Gravitationswellen im Universum Nr. 1 plötzlich verschwinden.
Im Universum Nr. 2 würde das entstehende Schwarze Loch beginnen, sich spiralförmig zu bewegen. Dies könnte darauf hindeuten, dass sie sich durch einen Raum-Zeit-Tunnel bewegte.
Und genau diese Wellen sollten laut Wissenschaftlernunterscheidet sich von denen, die auftreten, wenn zwei Objekte nahe beieinander liegen. Als nächstes wiederholt das Schwarze Loch seine Bewegung entlang des Tunnels zwischen den beiden Universen und verursacht Gravitationswellenausbrüche, solange seine Energie dies zulässt.
Laut Forschern, wenn Universum Nummer 2Wenn unser Universum in einer bestimmten Entfernung wäre, hätten Wissenschaftler die Möglichkeit, diese speziellen Gravitationswellen zu entdecken. Dies wird beweisen, dass das Schwarze Loch durch das Wurmloch gegangen ist, was bedeutet, dass es existiert.
Was ist das Endergebnis?
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie, die die Schwerkraft als Folge der Krümmung der Raumzeit beschreibt, sind Wurmlöcher möglich.
Das LIGO-Observatorium mit Sitz in den Vereinigten StaatenStates oder das Interferometrische Gravitationswellenobservatorium Advanced Virgo in Italien erkennen Wellen von Schwarzen Löchern oder Neutronensternen. Diese massiven Objekte drehen sich umeinander, bevor sie verschmelzen.
Derzeit können Wissenschaftler solche feststellenFusionen, die seit 2015 über ein Dutzend bestätigt haben und auf weitere Bestätigung warten. Aber irgendwann müssen sich Physiker auf ungewöhnlichere Möglichkeiten konzentrieren, sagt der Physiker Viter Cardoso vom Instituto Superior Técnico in Lissabon, Portugal. Es ist Zeit, nach seltsameren, aber aufregenden Signalen zu suchen, betont er.
Und doch sollte sich die Menschheit an Hawkings Warnung erinnern und daran, wie gefährlich es ist.
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