Kaikki haluavat madonreiän. Tarkoitan, kuka haluaa vaivautua matkustamaan pitkiä ja hitaita reittejä läpi maailmankaikkeuden, kymmenien tuhansien vuosien päästä vain uuden tylsän tähden saavuttamiseen? Et silloin, kun voit hypätä lähimpään madonreiän aukkoon, käydä lyhyen kävelymatkan päässä ja päätyä johonkin maailmankaikkeuden eksoottiseen kaukaiseen nurkkaan.
Siellä on kuitenkin pieni tekninen vaikeus: Matoreiät, jotka ovat avaruusajan taipumia niin äärimmäisiä, että muodostuu oikotunneli, ovat katastrofaalisesti epävakaita. Kuten sisällä, heti kun lähetät yhden fotonin reikään, se romahtaa nopeammin kuin valon nopeus.
Mutta äskettäisessä artikkelissa, joka julkaistiin arXiv-lehdessä 29. heinäkuuta, on löydetty tapa rakentaa melkein tasainen matoreikä, joka romahtaa, mutta tarpeeksi hitaasti lähettämään viestejä - ja mahdollisesti jopa asioita - alaspäin, ennen kuin se repii itsensä. . Tarvitset vain pari mustaa reikää ja muutama äärettömän pitkä kosminen kieli.
Helppo nakki.
Matoreiän ongelma
Matoreiän rakentaminen on periaatteessa melko yksinkertaista. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan massa ja energia loimivat avaruus-ajan kangasta. Ja tietty aineen ja energian erityinen kokoonpano mahdollistaa tunnelin muodostumisen, pikakuvakkeen maailmankaikkeuden kahden muuten kaukana olevan osan välillä.
Valitettavasti jopa paperilla nämä madonreiät ovat uskomattoman epävakaita. Jopa yksi madonreiän läpi kulkeva fotoni laukaisee katastrofaalisen kaskadin, joka repii madonreiän toisistaan. Terveellinen annos negatiivista massaa - kyllä, sillä on merkitystä, mutta jolla on vastakkaispaino - voi kuitenkin estää normaalin aineen epävakauttavat vaikutukset, jotka yrittävät kulkea madonreiän läpi, tekemällä siitä kulkeutuvan.
Okei, ainetta, jolla on negatiivinen massa, ei ole, joten tarvitsemme uuden suunnitelman.
Aloitetaan itse madonreiästä. Tarvitsemme sisäänkäynnin ja poistumisen. Teoreettisesti on mahdollista yhdistää musta aukko (avaruusalue, josta mikään ei pääse) valkoiseen aukkoon (avaruuden teoreettinen alue, johon mikään ei pääse). Kun nämä kaksi paritonta olentoa yhdistyvät, ne muodostavat aivan uuden asian: madonreiän. Joten voit hypätä tämän tunnelin kumpaankin päähän ja sen sijaan, että murskaudut unohtumiseen, valssat vain vaarattomasti toisen puolen.
Voi, mutta valkoisia reikiä ei myöskään ole. Ihminen, tästä tulee hankala.
Lataa se
Koska valkoisia reikiä ei ole, tarvitsemme uuden suunnitelman. Onneksi jokin fiksu matematiikka paljastaa mahdollisen vastauksen: ladattu musta aukko. Mustat reikät voivat kantaa sähkövarauksen (se ei ole yleistä tavasta, jolla ne ovat muodostuneet luonnollisesti, mutta otamme mitä voimme saada). Varatun mustan reiän sisäpuolella on outo paikka, mustan reiän normaalin pistemäisen singulaarisuuden ollessa venytetty ja vääristynyt, jolloin se voi muodostaa sillan toiseen vastakkaisesti ladattuun mustaan reikään.
Voila: madonreikä, joka käyttää vain sellaisia asioita, joita saattaa todella olla.
Mutta tällä madonreiän kautta-ladatulla-mustalla aukolla on kaksi asiaa. Yksi, se on edelleen epävakaa, ja jos jotain tai joku todella yrittää käyttää sitä, se hajoaa. Toinen on se, että kaksi vastakkaisesti ladattua mustaa reikää houkuttelevat toisiaan - sekä gravitaatio- että sähkövoimien kautta - ja jos ne putoavat yhteen, saat vain yhden, suuren, neutraalisti ladatun ja kokonaan hyödytöntä mustan aukon.
Laita kosminen keula siihen
Joten jotta kaikki tämä toimisi, meidän on varmistettava, että kaksi ladattua mustaa reikää ovat turvallisesti kaukana toisistaan, ja että madonreiän tunneli voi pitää itsensä auki. Mahdollinen ratkaisu: kosmiset jouset.
Kosmiset jouset ovat teoreettisia virheitä, jotka ovat samanlaisia kuin halkeamia, jotka muodostuvat jään jäätyessä, avaruus-ajan kankaassa. Nämä kosmiset jäännökset muodostuivat varhaisina, raskaina päivinä ensimmäisen sekunnin murto-osista Ison räjähdyksen jälkeen. Ne ovat todella eksoottisia esineitä, jotka eivät ole protonia leveämpiä, mutta joiden pituus on vain yksi tuuma suurempi kuin Everest-vuori. Et koskaan halua tavata yhtä itse, koska ne viipaloivat sinut siivouksiksi puoliksi kuin kosminen valomiekka, mutta sinun ei tarvitse huolehtia paljon, koska emme ole edes varmoja siitä, että niitä on olemassa, emmekä ole koskaan nähneet ketään siellä universumi.
Silti ei ole mitään syytä, miksi he eivät voi olla olemassa, joten he ovat reilua peliä.
Heillä on toinen erittäin hyödyllinen ominaisuus madonreikien suhteen: valtava jännitys. Toisin sanoen he eivät todellakaan pidä siitä, että heidät työnnetään ympäri. Jos kierrät madonreikää kosmisella narulla ja annat narun kulkea mustien reikien ulkoreunoja pitkin ja venyttää kummastakin päästä loppuun asti, niin narun kireys estää ladattujen mustien reikien kiinnittymisen pitäen matoreiän kahta päätä kaukana toisistaan. Pohjimmiltaan kosmisen merkkijonojen kaukana olevat päät toimivat kuin kaksi vastakkaista sodan vetäjän ryhmää, jotka pidättävät mustia reikiä.
Vapinaa rauhoittava
Yksi kosminen merkkijono ratkaisee yhden ongelmista (pitämällä päät avoimina), mutta se ei estä itse madonreiän romahtamasta, jos käytät sitä tosiasiallisesti. Joten heitetään toinen kosminen merkkijono, myös kiertämällä madonreikä, mutta myös silmukoimalla se normaalin tilan läpi kahden mustan aukon välillä.
Kun kosmiset jouset suljetaan silmukassa, ne heiluttavat - paljon. Nämä värähtelyt kärjistävät avaruusajan kankaan heidän ympärillään, ja kun ne viritetään oikein oikein, värähtelyt voivat aiheuttaa läheisyydessä olevan avaruuden energian menemään negatiiviseksi toimimalla tehokkaasti kuin negatiivinen massa madonreiän sisällä ja vakauttamaan sen.
Se näyttää hiukan monimutkaiselta, mutta äskettäisessä artikkelissa ryhmä teoreettisia fyysikoita antoi askel askeleelta ohjeet juuri tällaisen madonreiän rakentamiseksi. Se ei ole täydellinen ratkaisu: Lopulta kosmisten jousien luontaiset värähtelyt - samat, jotka saattavat pitää madonreiän auki - vetävät energiaa ja siten massaa pois narusta, mikä tekee siitä pienemmän. Pohjimmiltaan ajan myötä kosmiset jouset heilahtaavat unohdukseen, jolloin madonreikä romahtaa täysin kaukana. Mutta tarttunut matoreikä voi pysyä vakaana riittävän kauan, jotta viestit tai jopa esineet voivat kulkea tunnelista alaspäin eikä todellakaan kuole, mikä on mukavaa.
Mutta ensin meidän on löydettävä joitain kosmisia merkkijonoja.
Paul M. Sutter on astrofysiikka Ohion osavaltion yliopisto, isäntä Kysy avaruusasemalta ja Avaruusradio, ja kirjoittaja Paikkasi maailmankaikkeudessa.
