Matoreikiä - haukottavia yhdyskäytäviä, jotka voisivat teoreettisesti yhdistää etäisiä pisteitä avaruus-ajassa - kuvataan yleensä kapean tunnelin yhdistävinä pakovoimakaukoina.
Mutta niiden tarkka muoto ei ole ollut tiedossa.
Nyt kuitenkin Venäjän fyysikko on suunnitellut menetelmän symmetristen madonreikien muodon mittaamiseksi - vaikka niiden ei ole osoitettu olevan olemassa - perustuen tapaan, jolla esineet voivat vaikuttaa valoon ja painovoimaan.
Teoriassa kulkevat matoreikät tai neliulotteiset portaalit avaruusajan kautta saattavat toimia jollain tavalla: Toisessa päässä mustan aukon vastustamaton veto imee aineen tunneliin, joka on liitetty toisessa päässä "valkoiseen reikään, "joka sylkii aineen kaukana materiaalin lähtöpisteestä tilassa ja ajassa, toteaa Live Sciencen sisaryritys, Space.com. Vaikka tutkijat ovat havainneet todisteita mustista reikistä maailmankaikkeudessa, valkoisia reikiä ei ole koskaan löydetty.
Matoreikiä (ja niiden ehdottamaa tähtienvälistä matkaa) ei siis ole todistettu, vaikka Albert Einsteinin teoria yleisestä suhteellisuudesta antaa tilaa esineiden olemassaololle.
Vaikka matoreikiä voi olla tai ei ole, tutkijat tietävät paljon valon ja gravitaatioaaltojen käyttäytymisestä. Viimeksi mainitut ovat avaruuden ajan väreilyä, jotka pyörittelevät massiivisten esineiden, kuten mustien reikien, ympäri.
Yksi madonreiän ominaisuus, joka voidaan havaita, vaikkakin epäsuorasti, on punasiirtymä valossa esineen lähellä, uusi tutkimus totesi. (Punasiirtyminen on valon aallonpituuksien taajuuden pieneneminen, kun ne kulkevat esineestä, mikä johtaa siirtymiseen spektrin punaiseen osaan.)
Jos tiedät kuinka valo potentiaalisen madonreiän ympärillä punasiirtyy, voit käyttää sitten painovoima-aaltojen taajuuksia tai kuinka usein ne värähtelevät, jotta voidaan ennustaa symmetrisen madonreiän muoto, sanoi tutkimuksen kirjoittaja Roman Konoplya. Hän on apulaisprofessori Venäjän kansojen ystävyysyliopiston (RUDN) painovoima- ja kosmologian instituutissa.
Tyypillisesti tutkijat työskentelevät päinvastoin ja katsovat tunnettujen muotojen geometriaa laskeakseen, kuinka valo ja painovoima käyttäytyvät, Konoplya kertoi Live Sciencelle sähköpostissa.
Punavaihdon tarkistamiseksi potentiaalisen madonreiän lähellä olisi muutama menetelmä, Konoplya sanoi. Voitaisiin käyttää painovoimalinssiä tai valonsäteiden taivutusta, kun ne kulkevat massiivisten esineiden - kuten mahdollisesti madonreikien - ohitse. Tämä linssi mitattaisiin vaikutuksiltaan kaukaisten tähtien heikosta valosta (tai läheisen tähden kirkkaammasta valosta ", jos olemme erittäin onnekkaita", Konoplya sanoi). Toinen menetelmä mittaa sähkömagneettista säteilyä madonreiän lähellä, koska se houkuttelee enemmän ainetta, hän selitti.
Ajattele yhtälöä tällä tavalla: Jos lyö rumpua, kireän ihon värähtelyn aiheuttamien ääniaaltojen käyttäytyminen voi paljastaa rummun muodon, Massachusettsin teknillisen instituutin fysiikan laitoksen luennoitsija Jolyon Bloomfield kertoi Livelle. Science.
"Kaikki eri taajuudet - se kertoo sinulle kireän ihon eri värähtelymoodit", Bloomfield sanoi. Samaan aikaan näiden värähtelyjen huiput ja laaksot rappeutuvat asteittain ajan myötä, mikä osoittaa kuinka moodit "vaimentuvat". Nämä kaksi tietoa yhdessä voivat auttaa sinua määrittelemään rummun muodon, Bloomfield sanoi.
"Se, mitä tämä paperi tekee, on tavallaan sama asia madonreiälle. Jos pystymme tosiasiallisesti" kuuntelemaan "madonreiän heikentyviä taajuuksia riittävän tarkasti, voimme päätellä madonreiän muodon taajuudet ja kuinka nopeasti ne hajoavat ", hän selitti.
Yhtälössään Konoplya otti madonreiän punasiirtymät ja sisällytti sitten kvantmekaniikan tai pienten alaatomisten hiukkasten fysiikan arvioidakseen, kuinka painovoimaväreilyt avaruusajassa vaikuttavat madonreiän sähkömagneettisiin aaltoihin. Sieltä hän rakensi yhtälön madonreiän geometrisen muodon ja massan laskemiseksi, hän raportoi tutkimuksessa.
Painovoima-aaltojen mittaustekniikka on ollut olemassa vasta vuodesta 2015 lähtien, kun LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) otettiin käyttöön. Nyt tutkijat pyrkivät hienosäätämään LIGO-mittauksia, koska paremmat tiedot voivat auttaa tutkijoita lopulta selvittämään, onko universumissa eksoottista ainetta - aine, joka on rakennuspalikoista valmistettu toisin kuin normaalit atomipartikkelit. Tuo materiaali voisi tukea esineitä kuten madonreikiä, Bloomfield kertoi Live Science: lle.
Ainakin toistaiseksi matoreiät ovat vain teoreettisia, joten Konoplyan yhtälö ei kuvaa todellisia todellisen maailman mittauksia, hän kirjoitti sähköpostissa. Ja LIGO: n kaltaiset ilmaisimet mittaavat vain yhtä taajuutta painovoima-aaltoja, kun taas tarvitset useita taajuuksia madonreiän muodon ennustamiseen, Konoplya sanoi.
"Tällaisista huonoista tiedoista on mahdotonta hankkia tarpeeksi tietoa niin monimutkaiselle asialle kuin kompakti esineen geometria", Konoplya kirjoitti sähköpostissa.
Tulevat tutkimukset voisivat antaa vielä yksityiskohtaisemman kuvan madonreiän muodosta ja ominaisuuksista, Konoplya sanoi.
"Tuloksia voidaan soveltaa myös pyöriviin madonreikiin, jos ne ovat riittävän symmetrisiä", hän lisäsi.
Tulokset julkaistiin verkossa 10. syyskuuta Physics Letters B -lehdessä.
