WORMHOLE: ZGODOVINA, TEORIJA, VRSTE, TVORBA - ARTE - 2026

Črvina v astrofiziki in kozmologiji, je prehod povezuje dve točki na tkanino prostor-čas. Tako kot je padajoče jabolko leta 1687 navdihnilo teorijo Isaaca Newtona o gravitaciji, so tudi črvi, ki prebijajo jabolka, navdihnili nove teorije, tudi v okviru gravitacije.

Tako kot črv uspe skozi predor doseči drugo točko na površini jabolka, so tudi prostorske časovne luknje teoretične bližnjice, ki omogočajo, da v manj časa potuje do oddaljenih delov vesolja.

Vesoljsko-časovna luknja: umetniška vizija. Vir: Pixabay.

Gre za idejo, ki je ujela in še naprej pleni domišljijo mnogih. Medtem so kozmologi zaposleni pri iskanju načinov za dokazovanje obstoja. Toda trenutno so še vedno predmet špekulacij.

Da se nekoliko približamo razumevanju črvičk, možnosti potovanja skozi njih in razlikam, ki obstajajo med luknjami in črnimi luknjami, moramo pogledati koncept prostor-čas.

Kaj je vesoljski čas?

Koncept prostora in časa je tesno povezan s konceptom črvičke. Zato je treba najprej ugotoviti, kaj je to in kaj je njegova glavna značilnost.

Vesolje je tam, kjer se dogaja vsak dogodek v vesolju. In vesolje je celota vesolja-časa, ki je sposobna nastaniti vse oblike energije-materije in še več …

Ko ženin sreča nevesto, je to dogodek, ta dogodek pa ima prostorske koordinate: kraj srečanja. In časovna koordinata: leto, mesec, dan in čas srečanja.

Rojstvo zvezde ali eksplozija supernove sta tudi dogodka, ki se odvijata v vesolju in času.

Zdaj je v vesolju brez mase in interakcij vesoljski čas. To pomeni, da se dva svetlobna žarka, ki se začneta vzporedno, nadaljujeta tako, dokler ostaneta na tem območju. Mimogrede, za žarek svetlobnega časa je večen.

Seveda prostor-čas ni vedno ravno. Vesolje vsebuje predmete, ki imajo maso, ki spreminjajo prostor-čas in povzročajo ukrivljenost prostora in časa v univerzalnem merilu.

Albert Einstein je sam v trenutku navdiha spoznal, da imenuje "najsrečnejšo idejo mojega življenja", da se pospešeni opazovalec lokalno ne razlikuje od tistega, ki je blizu masivnega predmeta. To je znano načelo enakovrednosti.

In pospešeni opazovalec upogne prostor-čas, torej evklidska geometrija ne velja več. Zato se v okolju masivnega predmeta, kot so zvezda, planet, galaksija, črna luknja ali vesolje, vesolje-čas upogne.

To ukrivljenost človek dojema kot silo, imenovano gravitacija, vsakdanja, a hkrati skrivnostna.

Gravitacija je enako enigmatična kot sila, ki nas vleče naprej, ko avtobus, v katerem potujemo, močno zavira. Kot da se nenadoma nekaj nevidnega, temnega in množičnega, za nekaj trenutkov pripelje naprej in nas pritegne, kar naenkrat nas poganja naprej.

Planeti se gibljejo eliptično okoli Sonca, ker njegova masa povzroča depresijo v vesoljsko-časovni površini, zaradi katere planeti ukrivajo svoje poti. Svetlobni žarek tudi ukrivi svojo pot po vesoljsko-časovni depresiji, ki jo proizvede Sonce.

Tuneli skozi prostor - čas

Če je prostor-čas ukrivljena površina, načeloma nič ne preprečuje, da se eno območje poveže z drugim skozi predor. Potovanje skozi tak predor ne bi pomenilo le menjave krajev, ampak ponuja tudi možnost, da se odpravite v drug čas.

Ta ideja je navdihnila številne znanstvenofantastične knjige, nadaljevanke in filme, vključno s slovito ameriško serijo "Časovni tunel" iz 60. let prejšnjega stoletja in v zadnjem času "Deep Space 9" iz franšize Star Trek in filma Interstellar iz leta 2014.

Ideja je prišla od samega Einsteina, ki je iskal rešitve poljskih enačb splošne relativnosti in skupaj z Nathanom Rosenom našel teoretično rešitev, ki je omogočila povezovanje dveh različnih regij prostora-časa skozi tunel, ki deluje kot bližnjica.

Ta rešitev je znana kot most Einstein - Rosen, pojavlja pa se v delu, objavljenem leta 1935.

Vendar se je izraz "črvičja" prvič uporabil leta 1957, zahvaljujoč teoretičnim fizikom Johnu Wheelerju in Charlesu Misnerju v publikaciji istega leta. Prej so govorili o "enodimenzionalnih cevkah", ki se nanašajo na isto idejo.

Kasneje leta 1980 je Carl Sagan napisal znanstvenofantastični roman "Kontakt", knjigo, ki je bila pozneje narejena v filmu. Glavni junak po imenu Elly odkrije inteligentno nezemeljsko življenje, ki je oddaljeno 25 tisoč svetlobnih let. Carl Sagan je želel, da bi Elly odpotovala tja, vendar na način, ki je znanstveno verodostojen.

Potovanje oddaljenih 25 tisoč svetlobnih let za človeka ni lahka naloga, razen če se išče bližnjica. Črna luknja ne more biti rešitev, saj bi diferencialna gravitacija razbremenila vesoljsko plovilo in njegovo posadko, ko bi se približala posebnosti.

Carl Sagan se je v iskanju drugih možnosti posvetoval z enim vodilnih strokovnjakov za črne luknje tistega časa: Kip Thorneom, ki je začel razmišljati o zadevi in ​​spoznal, da so mostovi Einstein-Rosen ali črvotoke Wheeler so bili rešitev.

Vendar je Thorne spoznal tudi, da je matematična rešitev nestabilna, torej da se predor odpre, a kmalu zatem zadavi in ​​izgine.

Nestabilnost črvičk

Ali je mogoče s črvičicami prepotovati velike razdalje v prostoru in času?

Že odkar so jih izumili, so črvičke služile v številnih znanstvenofantastičnih zapletih, da bi svoje protagoniste odpeljali v oddaljene kraje in izkusili paradokse nelinearnega časa.

Kip Thorne je našel dve možni rešitvi problema nestabilnosti črvičkov:

• Skozi tako imenovano kvantno peno. Na Planckovi lestvici (10 ^-35 m) obstajajo kvantna nihanja, ki lahko prek mikrotunnel povezujejo dve območji prostora in časa. Hipotetična zelo napredna civilizacija bi lahko našla način, kako razširiti prehode in jih zadržati dovolj dolgo, da lahko človek preide.
• Negativna masovna zadeva. Po ocenah, ki jih je leta 1990 objavil sam Thorne, bi bile potrebne ogromne količine te tuje snovi, da bi bili konci črvične odprtine odprti.

Pri tej zadnji rešitvi je značilno, da za razliko od črnih lukenj ni singularnosti ali kvantnih pojavov in prehod ljudi skozi to vrsto tunela bi bil izvedljiv.

Na ta način črmarice ne bi samo omogočile povezave oddaljenih območij v vesolju, temveč tudi časovno ločene. Zato so stroji za potovanje v času.

Stephen Hawking, velik referenc v kozmologiji konec 20. stoletja, zaradi številnih paradoksov in nasprotij, ki iz njih izhajajo, ni verjel, da so črvične luknje ali časovni stroji izvedljivi.

To ni omililo duhov drugih raziskovalcev, ki so predlagali možnost, da sta dve črni luknji na različnih območjih vesolja in časa notranje povezani s črvičjo luknjo.

Čeprav to ne bi bilo praktično za potovanja po vesolju in času, saj razen muk, ki bi jih prinesla posebnost črne luknje, na drugem koncu ne bi bilo možnosti, ker gre za drugo črno luknjo.

Razlike med črnimi luknjami in luknjami

Ko govorite o črvičici, takoj pomislite tudi na črne luknje.

Črna luknja se tvori naravno, po evoluciji in smrti zvezde, ki ima določeno kritično maso.

Nastane potem, ko zvezda izčrpa svoje jedrsko gorivo in se začne nepovratno krčiti zaradi lastne gravitacijske sile. Nadaljuje se neusmiljeno, dokler ne povzroči takšnega zloma, da ne more uiti nič bližje polmeru obzorja dogodka, niti svetloba.

Za primerjavo je pelin luknja redek pojav, posledica hipotetične anomalije v ukrivljenosti prostora-časa. Teoretično je mogoče iti skozi njih.

Če pa bi kdo skušal preiti skozi črno luknjo, bi ga intenzivna gravitacija in ekstremno sevanje v neposredni bližini singularnosti spremenilo v tanko nit subatomskih delcev.

Obstajajo posredni in šele nedavno neposredni dokazi za obstoj črnih lukenj. Med temi dokazi sta izpuščanje in zaznavanje gravitacijskih valov s privlačenjem in vrtenjem dveh kolosalnih črnih lukenj, ki ju zazna opazovalnica gravitacijskega valovanja LIGO.

Obstajajo dokazi, da v središču velikih galaksij, kot je naša Mlečna pot, obstaja super masivna črna luknja.

Hitro vrtenje zvezd v bližini središča in ogromna količina visokofrekvenčnega sevanja, ki izhaja od tam, sta posreden dokaz, da obstaja velika črna luknja, ki pojasnjuje prisotnost teh pojavov.

Šele 10. aprila 2019 so svetu prikazali prvo fotografijo supermasivne črne luknje (7 milijard krat večje od Sončeve mase), ki se nahaja v zelo oddaljeni galaksiji: Messier 87 v ozvezdju Devica, na 55 milijonov svetlobnih let od Zemlje.

To fotografijo črne luknje je omogočila svetovna mreža teleskopov, imenovana "Event Horizon Telescope", pri kateri je sodelovalo več kot 200 znanstvenikov z vsega sveta.

Po drugi strani do danes ni dokazov o črvičah. Znanstveniki so lahko odkrili in izsledili črno luknjo, vendar enako ni bilo mogoče s črvičicami.

Zato so hipotetični predmeti, čeprav teoretično izvedljivi, saj so bile nekoč tudi črne luknje.

Raznolikost / vrste polža

Čeprav jih še niso odkrili ali morda ravno zaradi tega, so si zamislili različne možnosti za črvičke. Vsi so teoretično izvedljivi, saj izpolnjujejo Einsteinove enačbe za splošno relativnost. Tukaj je nekaj:

• Luknje, ki povezujejo dve vesoljsko-časovni regiji istega vesolja.
• Žlebnice, ki lahko poveže eno vesolje z drugim vesoljem.
• Einstein-Rosen mostovi, v katerih bi lahko zadeva prešla od ene odprtine do druge. Čeprav bi ta prehod materije povzročil nestabilnost, bi povzročil propad na sebi.
• Črkavica Kip Thorne, s sferično lupino negativne masne snovi. V obeh smereh je stabilen in se lahko premika.
• Tako imenovana Schwarzschildova polžja, sestavljena iz dveh povezanih statičnih črnih lukenj. Te niso prehodne, saj sta materija in svetloba ujeti med obema skrajnostima.
• Naložene in / ali vrtljive ali Kerrjeve luknje, sestavljene iz dveh notranje povezanih dinamičnih črnih lukenj, ki jih je mogoče premikati le v eni smeri.
• Kvantna pena vesolja in časa, katere obstoj je teoretiziran na subatomski ravni. Pena je sestavljena iz zelo nestabilnih subatomskih tunelov, ki povezujejo različne cone. Njihova stabilizacija in razširitev bi zahtevala ustvarjanje kvark-gluonske plazme, ki bi potrebovala skoraj neskončno količino energije.
• V zadnjem času so bile po teoriji strun teoretične črvičke, podprte s kozmičnimi strunami.
• Prepletene in nato ločene črne luknje, iz katerih nastane luknja v vesolju in času, ali Einstein-Rosen most, ki ga skupaj drži gravitacija. Gre za teoretično rešitev, ki sta jo septembra 2013 predlagala fizika Juan Maldacena in Leonard Susskind.

Vsi so popolnoma možni, saj niso v nasprotju z Einsteinovimi enačbami splošne relativnosti.

Bodo črvnice še kdaj videti?

Črne luknje so bile dolgo časa teoretične rešitve Einsteinovih enačb. Einstein je podvomil v možnost, da bi jih človeštvo sploh lahko zaznalo.

Albert Einstein (1879-1955), avtor teorije relativnosti. Vir: Pixabay.

Črne luknje so tako dolgo časa ostale kot teoretska napoved, dokler jih niso našli in našli. Znanstveniki imajo enako upanje za črvičke.

Zelo možno je, da so tudi tam, vendar se jih še ni naučil locirati. Čeprav po zelo nedavni publikaciji puščice kažejo, da bi tudi pri teleskopih puščali sledi in sence.

Verjame se, da fotoni potujejo okoli črvičke in ustvarijo svetlobni obroč. Najbližji fotoni spadajo v notranjost in za seboj puščajo senco, ki jim bo omogočila razlikovanje od črnih lukenj.

Po besedah ​​Rajibula Shaikha, fizika na Tata inštitutu za temeljne raziskave v Bombaju v Indiji, bi vrsta vrteče se črvičke ustvarila večjo in upognjeno senco kot črna luknja.

Shaikh je v svojem delu preučil teoretične sence, ki jih je vrgel določen razred vrtečih se črvičkov, pri čemer se je osredotočil na ključno vlogo luknje v luknji pri oblikovanju fotonske sence, ki omogoča njegovo prepoznavanje in razlikovanje od črne luknje.

Shaikh je prav tako analiziral odvisnost sence od vrtenja črvičke in jo primerjal tudi s senco, ki jo je vrgla črna luknja Kerr, in ugotovil pomembne razlike. Gre za povsem teoretično delo.

Poleg tega zaenkrat črvičke ostajajo kot matematični odvzemi, možno pa je, da jih bomo nekateri opazili že zelo kmalu. Kar je na drugi skrajnosti, je zaenkrat še vedno predmet domneve.

Reference

1. Kvantno zapletanje lahko povzroči resnost. Vzeti s strani Cienciaaldia.com
2. Napredek fizike, letnik 61, številka september 2013 Strani 781-811
3. Wormhole. Izvedeno iz wikipedia.org
4. Vesoljski čas. Izvedeno iz wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Noro iz papirja predlaga črvnice, ki jih lahko vlijemo s teleskopi. Vzeto z sciencealert.com