Glavni AstronomijaLahko bi potovali skozi črvovko, vendar je počasneje, kot če bi šli skozi vesolje

Lahko bi potovali skozi črvovko, vendar je počasneje, kot če bi šli skozi vesolje

Astronomija : Lahko bi potovali skozi črvovko, vendar je počasneje, kot če bi šli skozi vesolje

Posebna relativnost. Vesolj raziskovalcev vesolja, futuristov in avtorjev znanstvene fantastike je bil že od leta 1995. Albert Einstein je to predlagal za tiste, ki sanjajo, da bi ljudje nekega dne postali medzvezdna vrsta, to znanstveno dejstvo kot mokra odeja. Na srečo je predlaganih nekaj teoretičnih konceptov, ki kažejo, da bodo potovanja hitrejša od svetlobe (FTL) morda nekega dne še vedno mogoča.

Priljubljen primer je zamisel o črvičici: špekulativna struktura, ki povezuje dve oddaljeni točki v vesolju, ki bi omogočila medzvezdna potovanja v vesolje. Pred kratkim je skupina znanstvenikov Ivy League izvedla raziskavo, ki je pokazala, kako so "prehodne črvičke" dejansko lahko resničnost. Slaba novica je, da njihovi rezultati kažejo, da te črvičke niso ravno bližnjice in bi lahko bile kozmični ekvivalent "poti po dolgi poti"!

Prvotno je bila teorija črvotočnic predlagana kot možna rešitev poljskih enačb Einsteinove teorije splošne relativnosti (GR). Kmalu po tem, ko je Einstein leta 1915 teorijo objavil, je nemški fizik Karl Schwarzschild našel možno rešitev, ki ni napovedovala le obstoja črnih lukenj, ampak tudi hodnikov, ki bi jih povezovali.

Žal je Schwarzschild ugotovil, da bi se katera koli črvovodja, ki povezuje dve črni luknji, prehitro zrušila, da bi karkoli prešlo z enega konca na drugega. Edini način, kako bi jih lahko prehodili, bi bil, če bi jih stabilizirali eksotični snovi z negativno energijsko gostoto. Daniel Jafferis, izredni profesor za fiziko na univerzi Harvard Thomas D. Cabot, je imel drugačen nastop.

Kot je opisal svojo analizo med aprilskim zasedanjem Ameriškega fizičnega društva v Denverju v Koloradu leta 2019:

„Možnost prehodnih konfiguracij črvičja je že dolgo vzbujala zanimanje. Opisal bom prve primere, ki so skladni v UV teoriji gravitacije, ki ne vključuje eksotičnih snovi. Konfiguracija vključuje neposredno povezavo med obema koncema črvičke. Govoril bom tudi o njegovih posledicah za kvantne informacije v gravitaciji, paradoksu informacij o črni luknji in njegovem odnosu do kvantne teleportacije.

Za namene te študije je Jafferis preučil delo, ki sta ga leta 1935 opravila Einstein in Nathan Rosen. V želji, da bi razširili delo Schwarszchilda in drugih znanstvenikov, ki iščejo rešitve za GR, so predlagali možen obstoj bridges med dve oddaljeni točki v vesolju (poznani kot Einstein Rosen mostovi ali ), ki bi lahko teoretično omogočile, da med njimi preideta materija in predmeti.

Do leta 2013 so to teorijo uporabili teoretični fiziki Leonard Susskind in Juan Maldacena kot možno ločljivost za GR in quantum entanglement . Ta teorija znana kot domneva ER = EPR, kaže na to, da so črvičke zato elementarni delci lahko zapleteni v stanje partnerja, tudi če jih ločimo milijarde svetlobnih let.

Od tod je Jafferis razvil svojo teorijo, pri čemer je predlagal, da lahko črvične luknje dejansko prečkajo svetlobni delci (aka. Fotoni). Da bi to preizkusil, je Jafferis opravil analizo s pomočjo Ping Gao in Aron Wall (asistent na Harvardu in znanstvenik na Univerzi Stanford).

Ugotovili so, da kljub temu, da je teoretično mogoče, da jelka potuje skozi luknjo, niso ravno kozmična bližnjica, na katero smo vsi upali. Kot je Jafferis pojasnil v izjavi za tisk AIP, Prema traja dlje časa skozi te črvičke, kot pa da gremo neposredno, zato niso zelo uporabne za vesoljsko potovanje.

Rezultati njihove analize so v bistvu pokazali, da je neposredna povezava med črnimi luknjami krajša od povezave s črviško luknjo. Čeprav to zagotovo zveni kot slaba novica za ljudi, ki jih nekega dne navdušuje možnost medzvezdnih (in medgalaktičnih) potovanj, je dobra novica ta, da ta teorija ponuja nov vpogled v področje kvantne mehanike.

Praven uvoz tega dela je v povezavi z informacijskim problemom črne luknje in povezavami med gravitacijo in kvantno mehaniko, je dejal Jafferis. problem, na katerega se sklicuje, je znan kot paradoks informacij o črni luknji, nekaj, s čimer se astrofiziki spopadajo od leta 1975, ko je Stephen Hawking odkril, da imajo črne luknje temperaturo in počasi puščajo sevanje (aka. Sevanje Hawking) .

Ta paradoks se nanaša na to, kako črne luknje lahko ohranijo vse informacije, ki prehajajo v njih. Čeprav bi se vsaka stvar, ki se nabira na njihovi površini, stisnila do točke singularnosti, bi se kvantno stanje materije ob stiskanju ohranilo zahvaljujoč časovnemu dilataciji (s časom se zamrzne).

Če pa črne luknje izgubijo maso v obliki sevanja in sčasoma izhlapijo, bodo te informacije sčasoma izgubljene. Z razvojem teorije, skozi katero lahko svetloba potuje skozi črno luknjo, bi lahko ta študija predstavljala sredstvo za razrešitev tega paradoksa. Namesto da bi sevanje iz črnih lukenj pomenilo izgubo masne energije, bi lahko bilo, da Hawkingova sevanja dejansko prihajajo iz druge regije vesoljskega časa.

Pomaga lahko tudi znanstvenikom, ki poskušajo razviti teorijo, ki poenoti gravitacijo s kvantno mehaniko (aka. Kvantna gravitacija ali "teorija vsega"). To je posledica dejstva, da je Jafferis uporabil orodja kvantne teorije, da bi določil obstoj prehodnih črnih lukenj, s čimer je odpravil potrebo po eksotičnih delcih in negativni masi (ki se zdi v neskladju s kvantno gravitacijo). Kot je pojasnil Jafferis:

"Vzročno raziskuje regije, ki bi sicer bile za horizontom, okno za izkušnjo opazovalca v vesolju, ki je dostopen od zunaj. Mislim, da nas bo naučil globoke stvari o korespondenci meril / gravitacije, kvantni gravitaciji in celo morda novemu načinu formuliranja kvantne mehanike. "

Kot vedno je lahko preboj teoretične fizike dvorezen meč, ki daje z eno roko in odnese z drugo. Čeprav je ta študija morda sanjala o FTL potovanjih več hladne vode, bi nam lahko zelo pomagala odkleniti nekatere globlje skrivnosti vesolja. Kdo ve? Mogoče nam bo nekaj tega znanja omogočilo, da najdemo pot okoli tega spotike, znanega kot Posebna relativnost!

Nadaljnje branje: Novice, APS Physics

Kategorija:
Astronavti pozdravljajo srečen dan Kanade!
Raziskovanje ledenih velikanov: Neptun in Uran na opoziciji za leto 2018