מהם חורי תולעת?
פיזיקאים תיאורטיים שיערו את קיומם של "קיצורי דרך" כאלה ב
מכיוון שהשם איינשטיין-רוזן גשרים קצת יבש לאירוע כה מרשים, הוא התפרסם יותר בכינוי תולעים או חורי תולעת.
אתה יכול להציג את חור התולעת כסוגמנהרה המחברת בין שתי נקודות בזמן-חלל. מנהרה זו יכולה להיות מרזב ישר או שביל מפותל. אם חור תולעת הוא "בר-מעבר", הוא פועל כקיצור דרך דרך המרחב, ומחבר בין שתי נקודות שאחרת היו רחוקות זו מזו. חורי תולעת יכולים לחבר בין נקודות שונות באותו היקום, או שהם יכולים לחבר בין יקומים שונים.
הדרך הנפוצה ביותר לתצוגהחורי תולעת - דמיין שאתה מחזיק פיסת נייר, שהיא חלל רגיל. חשוב על נסיעה בחלל כנוסע על פיסת נייר. כעת סמנו נקודה בכל קצה וקפלו את פיסת הנייר לשניים, וחברו את שתי הנקודות זו לזו, אך אל תתנו להם לגעת. אם היית נוסע בחלל רגיל (כלומר לאורך דף נייר), המסע מאחד הסימנים שלך לשני היה לוקח יותר זמן מאשר אם הייתה מנהרה או חור תולעת המחברים שתי נקודות על הנייר דרך החלל הריק שביניהם.
האם באמת קיימים חורי תולעת?
חור התולעת מעולם לא נצפה ישירות אובעקיפין, אך הם "קיימים" במובן מתמטי, כאשר הם מתעוררים בפתרונות המשוואות של שדה הכבידה העומדים בבסיס תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. משמעות הדבר היא שאנחנו יכולים לפצל את היקום לחלקים רבים ואז להשתמש במשוואות מתמטיות כדי לתאר כיצד החלקים הללו משתלבים זה בזה.
משוואות שדה אלה הן כמו פיגומים,שעליו בנוי היקום. המשוואות המתארות כיצד פועלת היחסות הכללית או כוח הכובד אינן דורשות חורי תולעת, אך הן כן. במילים אחרות, אחד הפתרונות האפשריים למשוואות הכלליות של שדה היחסות הוא חור תולעת המחבר בין שתי נקודות במרחב-זמן.
חורי תולעת הם לא רק תופעות תיאורטיות בלבד. ישנן מספר בעיות ידועות שהופכות אותן למציאות אפילו במתמטיקה מעבר למשוואות של איינשטיין.
מדוע חורי תולעת מסוכנים? לאן תוביל תגליתם?
בתור התחלה, חורי תולעת אינם יציבים, כלומרקורס במהירות. כך, כל מטייל אפשרי בחלל לעולם לא יוכל להגיע לקצה השני של המנהרה אם יתמוטט סביבם. עם זאת, הכל לא אבוד מכיוון שהפיזיקאים גילו כי השימוש בחומר אקזוטי יכול להשאיר חור תולעת פתוח. חומר אקזוטי, שלא להתבלבל עם חומר אפל, הוא צורה בעלת צפיפות אנרגיה שלילית ולחץ שלילי. זה מודח, לא נמשך על ידי כוח הכבידה. עד עכשיו חומר אקזוטי מופיע בצורה של חלקיקים בניסויים קוונטיים, כך שאיש אינו יודע אם חומר אקזוטי מספיק יכול ליצור חור תולעת במקום אחד.
בעיית נסיעות בזמן
וגם אם נוכל לתמוך במנהרה עםהתיאורטיקנים אחרים כמו סטיבן הוקינג מתגלים על ידי יכולת של חומר אקזוטי להדוף את כוח הכבידה, מזהירים מפני בעיה אחרת. אם אי פעם אפילו חלקיק אחד פוגע בתולעת, מתמטיקה מחייבת את חור התולעת להתחיל לקרוס. זה לא מבשר טוב למרחב ובין זמן נסיעה בין-גלקטי.
אתה לא יכול ליצור עקומות סגורות כמו זמן. תגובה נגדית תמנע את הופעת עקומות זמן סגורות.חוקי הפיזיקה אינם לאפשר את הופעתן של עקומות סגורות דמויות זמן, הזהיר הוקינג כשהגן על הכרונולוגיה של הזמן במחקרו מ-1992.
פוטנציאל של חור תולעת. מה חורים תולעים יכולים לתת לנו?
חורי תולעת הם פריט פופולרי בקרבחובבי מדע בדיוני ופיזיקאים תיאורטיים, מכיוון שתופעות כאלה יכולות לפתוח אפשרויות רבות. בני אדם יכולים לנסוע לגלקסיה אחרת או לחקור את קיומם של יקומים מקבילים בחיי אדם.
חללית היפותטית זו עםטבעת האינדוקציה "אנרגיה שלילית" נוצרה בהשראת התיאוריות האחרונות המתארות כיצד ניתן להתעקם עם מרחב באנרגיה שלילית לייצור תחבורה מהירה במיוחד בכדי להגיע למערכות כוכבים מרוחקות.
וחורי תולעת לא רק מספקים הזדמנותנסיעות בחלל, אך גם לנסיעות בזמן. נוכל לחזור לימים הראשונים להיווצרות מערכת השמש שלנו ולבסוף לסיים את הוויכוח על התהוות ירחנו. אולי אפילו לפתור את התעלומה כיצד נראה החור השחור העל-מסיבי במרכז שביל החלב? וזו רק ההתחלה.
בהתחשב בכך שקיומם של חורי תולעת כל כך מפתה, יש לצפות למחקר רב ככל האפשר בנושא זה. ולאחרונה מדענים הציעו פיתרון מקורי.
מה הציעו המדענים?
גלאי גלי כבידה כבר גילו חורים שחורים מסתוריים. חורים תולעים יכולים להיות הבאים.
שופט על פימחקר פיזיקאים, חור שחור המתגלגל לתוך חור תולעת ייצור אדוות בחלל ובחלל שניתן לזהות ולתעד על ידי מצפה הכוכבים של גלי הכבידה LIGO ובתולה.
עד כה לא נמצאו עדויות לקיומם של חורי תולעת. אבל אם הם קיימים, לחוקרים יש סיכוי לאתר חורי תולעת באמצעות גלי כבידה, מדענים בטוחים.
בגישתם התיאורטית הם שקלוחור שחור בעל מסה פי חמישה מזו של השמש, שהקיפה את חור התולעת במרחק של 1.6 מיליארד שנות אור מכדור הארץ. החוקרים חישבו שככל שהחור השחור יתקרב לחור התולעת, הוא יסתחרר פנימה, כאילו הוא מקיף מסלול שחור אחר מסיבי. תהליך זה ירטוט ויצור גלי כבידה. בהתחלה הם ייראו כמו תבנית גל סטנדרטית הגוברת בתדירות לאורך זמן.
אך ברגע שהחור השחור יגיע למרכז מרכז התולעת, המכונה הגרון, החור השחור יעבור דרכו וגלי הכבידה ביקום הראשון ייעלמו בפתאומיות.
חוקרים בדקו מה יקרה אם יופיע חור שחור בעולם מרוחק, כמו יקום אחר. במקרה זה, גלי הכבידה ביקום מס' 1 ייעלמו לפתע.
ביקום מס' 2, החור השחור המתהווה יתחיל לנוע בספירלה. זה יכול להצביע על כך שהיא עברה במנהרת מרחב-זמן.
ולגלים האלה ממש, לדעת המדענים, צריךשונה מאלה שמתרחשים כששני עצמים מתקרבים זה לזה. בשלב הבא החור השחור יחזור על תנועתו לאורך המנהרה שבין שני היקומים ויגרום להתפרצויות של גלי כבידה, כל עוד האנרגיה שלו מאפשרת זאת.
לדברי החוקרים, אם יקום מספר 2היה ביקום שלנו, במרחק מסוים, היו למדענים הזדמנות לגלות את גלי הכבידה המיוחדים האלה. זה יוכיח שהחור השחור עבר את חור התולעת, מה שאומר שהוא קיים.
מה השורה התחתונה?
על פי תורת היחסות הכללית, המתארת את כוח הכבידה כתוצאה מהעקמומיות של המרחב-זמן, יתכנו חורי תולעת.
מצפה הכוכבים ליגו, שבסיסו בארצות הבריתמדינות, או מצפה הכוכבים המתקדם בלייזר מזל בתולה באיטליה, מגלה אדוות מחורים שחורים או מכוכבי נויטרונים. חפצים מאסיביים אלה מסתובבים זה בזה לפני שהם מתמזגים.
נכון לעכשיו, מדענים מסוגלים להבחין בכךמיזוגים, לאחר שאושרו למעלה מתריסר מאז 2015, וממתינים לאישור נוסף. אך בשלב מסוים, הפיזיקאים יצטרכו להתמקד באפשרויות חריגות יותר, אומר הפיזיקאי ויטר קרדוסו ממכון סופריור טיקניקו בליסבון, פורטוגל. הגיע הזמן לחפש איתותים מוזרים יותר אך מרגשים, הוא מדגיש.
ובכל זאת, האנושות צריכה לזכור את אזהרתו של הוקינג ולזכור כמה היא מסוכנת.
קרא גם
ראה איך נראה הקיץ בשבתאי
הייתה תמונה של איך "זורם" אבק מדברי לאוקיאנוס האטלנטי
ראו מה יכול הטלסקופ ממשיך דרכו של האבל לראות בחלל