الثقب. قطع القدرات بين المجرات المسار. نفق عبر الزمكان ، يسمح للمسافرين الشجعان بالركوب بين أنظمة النجوم ، حتى دون الاقتراب من سرعة الضوء.
الثقوب الدودية هي العمود الفقري للحضارات بين النجوم من الخيال العلمي في الكتب والأفلام ، لأنها تحل المشكلة المزعجة لعمل فني: "إذا التزمت بالفيزياء ، سيكون 99.999999 ٪ من تاريخنا مثيرًا للاهتمام مثل مشاهدة الأشخاص النائمين."
ولكن هل يمكن القيام بذلك؟ هل حقا تنهار وتنحني الزمكان وتخلق نفقًا ملائمًا وتحقق كل أحلامنا المجرية؟
باختصار: من غير المحتمل.
اقرأ المزيد: تحت القطع.
احذر من الثقب الأبيض
ظهر مفهوم الثقوب الدودية عندما أدرك الفيزيائي لودفيج فلام ، ولاحقًا ألبرت آينشتاين
وناثان روزين ، أن الثقوب السوداء يمكن "شدها". إذا بدأنا في حل معادلات معقدة بشكل خيالي للنظرية النسبية العامة ، فإن الآلية التي تتوقع وجود ثقوب سوداء تتنبأ أيضًا بظاهرة مثل الثقوب البيضاء. الثقب الأبيض يدور حول ما تتخيله. إذا كان أفق الحدث لثقب أسود يشير إلى منطقة من الفضاء يستحيل الهروب منها ، بعد دخولها ، فمن المستحيل تجاوز أفق الثقب الأبيض ، على الرغم من أن كل ما بداخله يمكن أن يهرب.
تعطي نفس الحسابات الرياضية جائزة صغيرة: جميع الثقوب السوداء تتصل بشكل طبيعي بالثقوب البيضاء من خلال المفردات ، وتشكل نفقًا مكانيًا. مرحبا ، الثقوب الدودية ، ونحن هنا!
أم لا. لدينا جبال من الأدلة على وجود ثقوب سوداء ، لكن الثقوب البيضاء تبقى خيالًا رياضيًا. لا توجد عمليات معروفة لنا في الكون من شأنها أن تشكلها ، وحتى إذا ظهرت ، فإن عدم استقرارها الطبيعي سيدمرها بسرعة. نعم ، بالمناسبة ، فإن آلية ظهور الثقوب السوداء - انهيار النجوم الضخمة - تمنع ظهور الثقوب البيضاء التكافلية تلقائيًا.
وحتى إذا تشكلت (ولم تتشكل) ، فإن الجاذبية الشديدة للخصائص المتبادلة ستؤدي إلى تمدد نفق الثقب على الفور وكسر أسرع من أي شيء يمكن أن يمر عبره.
الموت في الثقب الأسود
ولكنك لن تمنع أي شخص من لعب لعبة ممتعة "ماذا لو". ماذا لو كانت الثقوب البيضاء يمكن أن تتشكل بشكل طبيعي أو يمكن إنشاؤها؟ ماذا لو أمكن تحقيق الاستقرار؟ ماذا لو كان بإمكانك إرفاق تفرد الثقب الأبيض بتفرد الثقب الأسود وإنشاء ثقب دودي؟ ماذا لو؟ ماذا لو؟ ماذا لو؟
حسنًا ، أولاً ، السفر عبر ثقب دودي سيكون مثيرًا للاشمئزاز. يقع مدخل الثقب الدودي - "الحلق" - داخل أفق حدث الثقب الأسود.
وهذه هي المشكلة.
يتألف تعريف أفق الحدث نفسه - معناه الكوني للوجود - في حقيقة أنه بعد اجتيازه ، لن تخرج. مستحيل. لا يهم إذا كان هناك نفق بداخله - فلن تخرج منه. داخل أفق حدث الثقب الأسود ، هناك اتجاه واحد: مدينة سينغولارسك ، مكان الكثافة اللانهائية وسحق كل شيء في عالم الجاذبية.
افترض أنك دخلت حفرة. تلاحظ وجود ضوء ينكسر من قطعة أخرى من الكون. إذا انضم إليك أحد ، يمكنك مقابلته وتناول كوب من الشاي. ويموت - موت رهيب - يندفع نحو التفرد.
بالطبع لا
هل هناك طريقة لإنشاء ثقب دودي عامل بدلاً من بوابة رهيبة للتدمير الحتمي؟ من المدهش أن هناك. حسنًا ، ليست "نعم" محددة بنسبة 100٪ لـ "جزء طبيعي من كوننا". بدلاً من ذلك ، نعم ، "إذا تظاهرنا".
يجب التغلب على عائقين مهمين لإنشاء ثقب دودي قابل للمرور. أولاً ، يجب أن يكون مدخل الثقب الدودي خارج أفق الحدث. هذا سيسمح لك بدخول الثقب الدودي والطيران من خلاله إلى وجهتك دون خوف من مواجهة التفرد.
ثانياً ، يجب أن يكون النفق مستقراً وقوياً. يجب أن يقاوم خطورة الجاذبية المفردة وأن يقاوم الانكسار عندما يعلو شيء عليه.
والمواد التي تحل كلتا المشكلتين موجودة. ولكن لديه صعوبة خاصة به: الكتلة السلبية.
هذا كل شيء ، سلبي ، فقط سلبي. يمكن استخدام حلقة من مادة الكتلة السالبة لإنشاء ثقب دودي مفيد ومفيد. نظرًا لأن الطبيعة الغريبة للكتلة السلبية تشوه الزمكان بطريقة خاصة ، فإنها تضخم مدخل الثقب الدودي خارج حدود أفق الحدث ، وتثبت عنق الثقب الدودي. هذا ليس بديهيًا للغاية ، لكن الحسابات الرياضية صحيحة.
ولكن هل يمكن أن توجد هذه المادة؟ لقد صنعنا قطعة كبيرة من الكون ، ولم نر حتى الآن الكتل السلبية. إذا كان موجودًا ، فسيكون له خصائص غريبة جدًا. على سبيل المثال ، وفقًا لقوانين نيوتن ، إذا أضفت بعض السلبيات إليها ، فقد اتضح أن جسيم الكتلة السالبة سيدفع الجسيم بكتلة موجبة ، والجسيم ذو الكتلة الموجبة سيجذب الجسيم بكتلة سالبة. إذا وضعت جسيمين مع كتل متقابلة جنبًا إلى جنب ، فسيبدأان فجأة في التسارع في اتجاه واحد ويطيران معًا إلى ما لا نهاية. هذا السلوك ، على ما يبدو ، يجب أن ينتهك بعض قوانين الكون.
ماذا عن تأثير Casimir ، الجاذبية الغريبة والمفاجئة للوحات معدنية بسبب طاقة الفراغ؟ غالبًا ما يتم الاستشهاد بها كمثال ، حيث يتصرف الكون بشكل غير صحيح وكمسار محتمل للكتلة السلبية. لكن قوة Casimir تتميز بالضغط السلبي المحلي ، وليس كتلة سلبية. بالطبع ، نحن لا نعرف كل شيء عن الجاذبية الكمية وطبيعة الزمكان على نطاقات صغيرة للغاية. هل يمكن للحضارة المتقدمة أن تفتح الطريق للكتلة السلبية والسيطرة على الجاذبية بالطريقة التي تحتاجها؟ هل يمهد الاختراق في الفيزياء الطريق لاستكشاف الثقب؟
على الأرجح لا. هناك أشياء كثيرة تعمل ضدهم. تنتهك الثقوب الدودية العاملة العديد من قواعد الفيزياء المعروفة (والمُختبرة جيدًا) لدرجة أنه يبدو لي أنه سيكون من الأفضل القيام ببعض المهام الأخرى.
سيتهمني البعض بأنني لست مبدعًا بما فيه الكفاية ، لكن الكون لا يهتم بإبداعنا. أدوات العلم صارمة لكنها عادلة. إذا لم تنجح الفكرة ، فإنها لا تعمل. يوجد في عالمنا الكثير من الألغاز الرائعة ، وبالتأكيد لم نكشف بعد عن جميع تفاصيل عمل الفضاء. لكن الثقوب الدودية ، على الأرجح ، لن تكون هناك.