Što su crvotočine?
Teorijski fizičari su pretpostavili postojanje takvih "prečaca" u
Budući da je ime mostova Einstein-Rosen pomalo suho zbog tako impresivne eventualnosti, postalo je poznatija kao crvotočine ili crvotočine.
Crvotočinu možete prikazati kao vrstutunel koji povezuje dvije točke u prostoru-vremenu. Ovaj tunel može biti ravan oluk ili vijugava staza. Ako je crvotočna rupa "prohodna", djeluje kao skraćivanje puta kroz prostor i vrijeme, spajajući dvije točke koje bi u suprotnom bile daleko jedna od druge. Crvotočine mogu povezati različite točke unutar istog svemira ili mogu povezati različite svemire.
Najčešći način prikazacrvotočine - zamislite da držite komad papira, što je normalan prostor. Putovanje kroz svemir zamislite kao putovanje na komadu papira. Sada označite točku na svakom kraju i preklopite komad papira na pola, povezujući dvije točke zajedno, ali ne dopuštajući im dodir. Da putujete u običnom prostoru (to jest, uz list papira), putovanje od jedne do druge oznake bi trajalo duže nego da postoji tunel ili crvotočina koja povezuje dvije točke na papiru kroz prazan prostor između ih.
Postoje li crvotočine doista?
Crvotočina nikada nije izravno promatrana ilineizravno, ali "postoje" u matematičkom smislu, kada nastanu u rješenjima jednadžbi gravitacijskog polja koje su u osnovi Einsteinove opće teorije relativnosti. To znači da možemo podijeliti svemir na mnogo dijelova, a zatim pomoću matematičkih jednadžbi opisati kako se ti dijelovi uklapaju.
Ove jednadžbe polja su poput skela,na kojem je izgrađen svemir. Jednadžbe koje opisuju kako funkcionira opća relativnost ili gravitacija ne zahtijevaju crvotočine, ali jesu. Drugim riječima, jedno od mogućih rješenja općih jednadžbi polja relativnosti je crvotočina koja povezuje dvije točke u prostor-vremenu.
Crvotočine nisu samo čisto teorijski fenomeni. Postoji nekoliko poznatih problema koji ih čine stvarnošću čak iu matematici izvan Einsteinovih jednadžbi.
Zašto su crvotočine opasne? Kamo će dovesti njihovo otkriće?
Za početak, crvotočine su nestabilne, tj.brzo srušiti. Dakle, svi mogući putnici u svemiru nikada neće moći doći do drugog kraja tunela ako se sruši oko njih. Međutim, nije sve izgubljeno jer su fizičari otkrili da upotreba egzotične tvari može otvoriti crvotočinu. Egzotična tvar, koju ne treba miješati s tamnom tvari, oblik je koji ima negativnu gustoću energije i negativni tlak. Odbija se, ne privlači ga gravitacija. Dosad se egzotična tvar u kvantnim pokusima pojavljivala u obliku čestica, pa nitko ne zna može li dovoljno egzotične tvari stvoriti crvotočinu na jednom mjestu.
Problem putovanja kroz vrijeme
Čak i kad bismo mogli podržati tunelotkriveni sposobnošću egzotične tvari da odbija gravitaciju, drugi teoretičari poput Stephena Hawkinga upozoravaju na još jedan problem. Ako ikada i jedna čestica udari u crvotočinu, matematika zahtijeva da se crvotočina počne urušavati. To ne sluti na dobro za međugalaktičko putovanje kroz prostor i vrijeme.
Ne možete stvoriti zatvorene krivulje poput vremena. Zazor bi spriječio pojavu zatvorenih vremenskih krivulja.Zakoni fizike nisu omogućuju pojavu zatvorenih krivulja nalik vremenu, upozorio je Hawking kada je branio kronologiju vremena u svojoj studiji 1992. godine.
Potencijal crvotočine. Što nam crvotočine mogu dati?
Crvotočine su popularna stavka međuzaljubljenici u znanstvenu fantastiku i teoretski fizičari, jer takvi fenomeni mogu otvoriti mnoge mogućnosti. Ljudi bi mogli otputovati u drugu galaksiju ili istražiti postojanje paralelnih svemira u ljudskom životu.
Ovaj hipotetički svemirski brod saIndukcijski prsten "negativne energije" inspiriran je nedavnim teorijama koje opisuju kako se prostor može zakriviti negativnom energijom za stvaranje ultra brzog transporta do udaljenih zvjezdanih sustava
A crvotočine ne samo da pružaju prilikuputovanja u svemir, ali i za putovanja kroz vrijeme. Mogli bismo se vratiti u prve dane formiranja našeg Sunčevog sustava i konačno okončati raspravu o tome kako je nastao naš Mjesec. Možda čak i riješiti misterij kako se pojavila supermasivna crna rupa u središtu Mliječne staze? A ovo je tek početak.
S obzirom na to da je postojanje crvotočina toliko primamljivo, trebali bismo očekivati što više istraživanja o ovoj temi. I tek nedavno, znanstvenici su predložili originalno rješenje.
Što su znanstvenici predložili?
Detektori gravitacijskih valova već su otkrili tajanstvene crne rupe. Crvotočine bi mogle biti sljedeće.
Sudeći premaistraživanje fizičari, crna rupa koja se spiralno uvija u crvotočinu stvarat će mreškanje u svemiru i svemiru koje mogu detektirati i snimiti zvjezdarnice za gravitacijske valove LIGO i Virgo.
Do sada nisu pronađeni dokazi o postojanju crvotočina. No, ako postoje, istraživači imaju priliku otkriti crvotočine pomoću gravitacijskih valova, sigurni su znanstvenici.
U svom teoretskom pristupu smatrali sucrna rupa mase pet puta veće od mase Sunca, koja je kružila oko crvotočine na udaljenosti od 1,6 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Istraživači su izračunali da će, kada se crna rupa približi crvotočini, spiralno okrenuti prema unutra, kao da kruži oko druge masivne crne rupe. Taj će proces biti popraćen oscilacijama i stvorit će gravitacijske valove. Isprva će izgledati kao standardni valni uzorak koji se s vremenom povećava.
No, čim crna rupa dosegne središte središta crvotočine, nazvane grlo, crna rupa će proći kroz nju i gravitacijski valovi u prvom svemiru naglo će nestati.
Istraživači su promatrali što bi se dogodilo da se crna rupa pojavi u dalekom svijetu, poput drugog svemira. U tom će slučaju gravitacijski valovi u svemiru #1 iznenada nestati.
U Svemiru br. 2, crna rupa u nastajanju počela bi se kretati u spirali. To bi moglo značiti da je prolazila kroz prostorno-vremenski tunel.
A upravo bi ti valovi, prema znanstvenicima, trebalidrugačiji od onih koji se javljaju kada se dva objekta približe jedan drugom. Nadalje, crna rupa će ponoviti svoje kretanje duž tunela između dva svemira, uzrokujući nalete gravitacijskih valova, sve dok joj to energija dopušta.
Prema istraživačima, ako je svemir broj 2bio naš svemir, na određenoj udaljenosti, znanstvenici bi imali priliku otkriti ove posebne gravitacijske valove. To će dokazati da je crna rupa prošla kroz crvotočinu, što znači da postoji.
Koji je zaključak?
Prema općoj teoriji relativnosti, koja gravitaciju opisuje kao rezultat zakrivljenosti prostor-vremena, crvotočine su moguće.
Opservatorij LIGO sa sjedištem u Sjedinjenim DržavamaDržave ili laserski interferometrijski opservatorij gravitacijskih valova Advanced Virgo u Italiji, detektira valove iz crnih rupa ili neutronskih zvijezda. Ovi se masivni objekti okreću jedan oko drugog prije nego što se spoje.
Trenutno, znanstvenici mogu primijetiti takvespajanja, nakon što je potvrdilo više desetaka od 2015. godine, te čekaju još potvrde. No, u jednom će se trenutku fizičari morati usredotočiti na neobičnije mogućnosti, kaže fizičar Viter Cardoso s Instituto Superior Técnico u Lisabonu u Portugalu. Vrijeme je da potražimo čudnije, ali uzbudljive signale, naglašava.
Pa ipak, čovječanstvo bi se trebalo sjetiti Hawkingova upozorenja i sjetiti se koliko je opasno.
Pročitajte i
Pogledajte kako izgleda ljeto na Saturnu
Nastala je fotografija kako pustinjska prašina "teče" u Atlantski ocean
Pogledajte što Hubbleov nasljednik može vidjeti u svemiru