Sejarah lubang cacing, teori, jenis, pembentukan

A Wormhole, Dalam astrofizik dan kosmologi, ia adalah petikan yang menghubungkan dua mata dalam kain ruang masa. Apabila Apple Falling mengilhami teori graviti Isaac Newton pada tahun 1687, cacing yang Pierce epal telah memberi inspirasi kepada teori -teori baru, juga dalam rangka graviti.

Sama seperti cacing yang berjaya mencapai titik lain di permukaan epal melalui terowong, lubang cacing ruang masa merupakan pintasan teoritis yang membolehkan perjalanan ke tapak jauh di alam semesta dalam masa yang singkat.

Lubang Cacing Ruang Temporal: Visi Artistik. Sumber: Pixabay.

Ia adalah idea yang telah ditangkap dan terus menangkap imaginasi banyak. Sementara itu, ahli kosmologi menjaga cara untuk mengesahkan kewujudan mereka. Tetapi untuk saat -saat mereka masih tertakluk kepada spekulasi.

Untuk mendapatkan sedikit lebih dekat dengan pemahaman lubang cacing, kemungkinan perjalanan dalam masa melalui mereka dan perbezaan yang ada di antara lubang cacing dan lubang hitam, anda harus terletak dalam konsep ruang waktu.

[TOC]

Apa itu ruang masa?

Konsep ruang masa berkait rapat dengan lubang cacing. Itulah sebabnya perlu terlebih dahulu untuk menentukan ciri utamanya dan apa itu.

Masa ruang adalah di mana setiap satu peristiwa berlaku di alam semesta. Dan alam semesta pada gilirannya adalah seluruh ruang masa, yang mampu menganjurkan semua bentuk tenaga dan banyak lagi ..

Ketika teman lelaki bertemu pengantin perempuan adalah acara, tetapi acara ini mempunyai koordinat ruang: tempat pertemuan. Dan koordinat sementara: tahun, bulan, hari dan waktu pertemuan.

Kelahiran bintang atau letupan supernova, juga merupakan peristiwa yang berkembang di ruang angkasa.

Sekarang, di rantau alam semesta dan interaksi bebas massa, ruang masa rata. Ini bermakna bahawa dua sinaran bercahaya yang bermula selari terus seperti ini, selagi mereka tinggal di rantau itu. Ngomong -ngomong, untuk sinar masa cahaya kekal.

Sudah tentu, ruang masa tidak selalu rata. Alam Semesta mengandungi objek yang mempunyai jisim yang mengubah suai ruang masa, menyebabkan kelengkungan ruang masa di Skala Universal.

Itu adalah Albert Einstein sendiri yang menyedari, pada masa inspirasi yang dipanggilnya "Idea paling bahagia dalam hidup saya", bahawa pemerhati dipercepatkan tidak dapat dibezakan secara tempatan dari yang lain yang dekat dengan objek besar -besaran. Ia adalah prinsip kesetaraan yang terkenal.

Dan keluk pemerhati yang dipercepatkan ruang ruang, iaitu geometri Euclidean tidak lagi sah. Oleh itu, di persekitaran objek besar-besaran seperti bintang, planet, galaksi, lubang hitam atau alam semesta itu sendiri, ruang masa melengkung.

Kelengkungan ini dilihat oleh manusia sebagai daya yang dipanggil graviti, setiap hari tetapi misteri pada masa yang sama.

Graviti adalah seperti enigmatic sebagai daya yang mendorong kita ke hadapan ketika bas di mana kita pergi tiba -tiba brek. Seolah -olah tiba -tiba sesuatu yang tidak kelihatan, gelap dan besar, untuk beberapa saat ia diletakkan di depan dan menarik kita, memperbaiki kita ke hadapan.

Planet bergerak elips di sekitar matahari kerana jisim ini menghasilkan kemurungan di permukaan ruang masa yang menjadikan planet melengkung trajektori mereka. Sinar bercahaya juga melengkung trajektorinya berikutan kemurungan ruang masa yang dihasilkan oleh matahari.

Terowong melalui ruang - masa

Sekiranya ruang waktu adalah permukaan melengkung, pada dasarnya tidak ada yang menghalang kawasan dari menghubungkan dengan yang lain melalui terowong. Melalui terowong seperti itu akan menyiratkan bukan sahaja perubahan tempat, tetapi juga menawarkan kemungkinan pergi ke masa yang lain.

Boleh melayani anda: Pergerakan rectilinear yang dipercepatkan secara seragam: ciri -ciri, formula

Idea ini telah memberi inspirasi kepada banyak filem, siri dan filem fiksyen sains, termasuk siri terkenal Amerika Sixties "The Tunction of Time" dan lebih baru -baru ini "Deep Space 9" francais Star Trek dan filem Interstellar 2014 2014.

Idea ini berasal dari Einstein sendiri, yang, mencari penyelesaian untuk bidang relativiti umum, yang ditemui dengan Nathan Rosen penyelesaian teoritis yang membolehkan menghubungkan dua kawasan yang berlainan ruang masa melalui terowong yang bekerja sebagai jalan pintas.

Penyelesaian ini dikenali sebagai Jambatan Einstein - Rosen dan muncul dalam karya yang diterbitkan pada tahun 1935.

Walau bagaimanapun, istilah "lubang cacing" pertama kali digunakan pada tahun 1957, terima kasih kepada ahli fizik teori John Wheeler dan Charles Misner dalam penerbitan tahun itu. Sebelum ini terdapat perbincangan mengenai "tiub satu -dimensi" untuk merujuk kepada idea yang sama.

Kemudian pada tahun 1980, Carl Sagan menulis novel fiksyen sains "Hubungi", sebuah buku yang kemudiannya dibuat. Protagonis bernama Elly, mendapati kehidupan luar angkasa yang cerdas pada 25 ribu tahun cahaya jauh. Carl Sagan mahu Elly pergi ke sana, tetapi dengan cara dia boleh dipercayai secara saintifik.

Melawat 25 ribu tahun cahaya bukan tugas yang mudah untuk manusia, kecuali jika pintasan dicari. Lubang hitam tidak boleh menjadi penyelesaian, memandangkan ketika menghampiri keistimewaan, graviti pembezaan akan merobek kapal dan krewnya.

Untuk mencari kemungkinan lain, Carl Sagan berunding dengan salah satu pakar utama dalam lubang hitam pada masa itu: Kip Thorne, yang mula memikirkan perkara itu dan menyedari bahawa jambatan Einstein-Rosen atau lubang cacing Wheeler adalah penyelesaiannya.

Walau bagaimanapun, Thorne juga menyedari bahawa penyelesaian matematik tidak stabil, iaitu, terowong dibuka, tetapi tidak lama lagi ia mencekik dan hilang.

Ketidakstabilan lubang cacing

Adakah mungkin menggunakan lubang cacing untuk bergerak jauh di ruang dan waktu?

Oleh kerana mereka dirancang, lubang cacing telah berkhidmat dalam pelbagai plot fiksyen sains untuk membawa protagonis mereka ke tempat terpencil dan mengalami paradoks masa bukan linear.

Kip Thorne menemui dua penyelesaian yang mungkin untuk masalah ketidakstabilan cacing:

• Dengan menghubungi Buih kuantum. Pada skala Planck (10^-35 m) Terdapat turun naik kuantum yang mampu menghubungkan dua kawasan ruang masa melalui microtunnels. Tamadun hipotetikal yang sangat maju dapat mencari jalan untuk meluaskan petikan dan menjaga mereka cukup masa untuk manusia lulus.
• Jisim negatif. Menurut pengiraan yang diterbitkan pada tahun 1990 oleh Thorne, sejumlah besar perkara aneh ini diperlukan untuk mengekalkan hujung lubang cacing terbuka.

Perkara yang luar biasa mengenai penyelesaian terakhir ini adalah bahawa tidak seperti lubang hitam, tidak ada singularity atau fenomena kuantum, dan lulus manusia melalui terowong jenis ini akan dilaksanakan.

Dengan cara ini, lubang cacing bukan sahaja membenarkan menghubungkan kawasan jauh di ruang angkasa, tetapi juga dipisahkan dari masa ke masa. Oleh itu mereka adalah mesin untuk perjalanan dalam masa.

Stephen Hawking, Rujukan Besar Kosmologi Dua Puluh.

Ia dapat melayani anda: Fizik pada Zaman Pertengahan

Itu tidak mengurangkan semangat penyelidik lain, yang telah mencadangkan kemungkinan bahawa dua lubang hitam di kawasan yang berlainan ruang waktu dihubungkan secara dalaman oleh lubang cacing.

Walaupun ini tidak akan praktikal untuk perjalanan -perjalanan ruang, kerana selain dari kesengsaraan yang akan membawa ke keunikan lubang hitam, tidak akan ada kemungkinan untuk keluar di ujung yang lain, kerana ia adalah satu lagi lubang hitam.

Perbezaan antara lubang hitam dan lubang cacing

Semasa bercakap mengenai lubang cacing, anda juga segera memikirkan lubang hitam.

Lubang hitam secara semula jadi terbentuk, selepas evolusi dan kematian bintang yang mempunyai jisim kritikal tertentu.

Ia timbul selepas bintang meletup bahan api nuklearnya dan mula berkontrak tidak dapat dipulihkan kerana daya graviti sendiri. Ia terus menyebabkan keruntuhan seperti itu, sehingga tidak ada jarak yang lebih rendah daripada jejari ufuk peristiwa yang dapat melarikan diri, bahkan cahaya.

Sebagai perbandingan, lubang cacing adalah penampilan yang luar biasa, akibat dari anomali hipotesis dalam kelengkungan ruang waktu. Secara teorinya, ada kemungkinan untuk meneruskannya.

Walau bagaimanapun, jika seseorang cuba melalui lubang hitam, graviti yang sengit dan radiasi yang melampau di persekitaran dekat singularity akan menjadikannya benang nipis zarah subatomik.

Terdapat bukti tidak langsung dan hanya terkini tentang kewujudan lubang hitam. Antara bukti ini ialah pelepasan dan pengesanan gelombang graviti untuk tarikan dan putaran dua lubang hitam kolosal, yang dikesan oleh Balai Cerap Gelombang Graviti Ligo.

Terdapat bukti bahawa di tengah -tengah galaksi yang hebat, kerana cara susu kita ada lubang hitam yang sangat besar.

Pusingan cepat bintang -bintang berhampiran pusat, serta sejumlah besar radiasi frekuensi tinggi yang berasal dari sana, adalah bukti tidak langsung bahawa terdapat lubang hitam besar yang menjelaskan kehadiran fenomena ini.

Ia hampir tidak pada 10 April 2019 bahawa gambar pertama lubang hitam supermassive (7000 juta kali jisim matahari) ditunjukkan ke dunia, yang terletak di galaksi yang sangat jauh: Messier 87 dalam buruj Virgo, hingga 55 juta tahun cahaya bumi.

Gambar lubang hitam ini mungkin berkat Rangkaian Teleskop Dunia, yang disebut "Teleskop Horizon Event", dengan penyertaan lebih daripada 200 saintis di seluruh dunia.

Sebaliknya, tidak ada bukti setakat ini. Saintis telah dapat mengesan dan memantau lubang hitam, namun perkara yang sama tidak mungkin dilakukan dengan lubang cacing.

Oleh itu mereka adalah objek hipotesis, walaupun secara teorinya boleh dilaksanakan, seperti pada masa mereka juga lubang hitam.

Pelbagai/jenis lubang cacing

Walaupun mereka belum dikesan, atau mungkin tepat kerana ini, kemungkinan yang berbeza untuk lubang cacing telah dibayangkan. Semuanya boleh dilaksanakan secara teoritis, kerana persamaan Einstein untuk relativiti umum memuaskan. Terdapat beberapa di sini:

• Wormholes yang menghubungkan dua kawasan ruang masa di alam semesta yang sama.
• Wormholes mampu menghubungkan alam semesta dengan alam semesta lain.
• Jambatan Einstein-Rosen, di mana perkara itu boleh bergerak dari satu pembukaan ke yang lain. Walaupun perkara ini akan menyebabkan ketidakstabilan, runtuh terowong itu sendiri.
• Lubang cacing kip thorne, dengan sfera sfera masalah jisim negatif. Ia stabil dan boleh dikendalikan di kedua -dua arah.
• Lubang cacing Schwarzschild yang dipasang, yang terdiri daripada dua lubang hitam yang disambungkan. Mereka tidak boleh dikurangkan, kerana perkara dan cahaya terperangkap di antara kedua -dua ekstrem.
• Lubang cacing dengan pemuatan dan/atau putaran atau kerr, yang terdiri daripada dua lubang hitam yang bersambung secara dalaman, menyeberang ke satu arah.
• Buih ruang ruang kuantum, yang kewujudannya berteori di peringkat subatomik. Buih terdiri daripada terowong subatomik yang sangat tidak stabil yang menghubungkan kawasan yang berbeza. Untuk menstabilkan dan mengembangkannya, penciptaan plasma kuark dan gluon diperlukan, yang akan menuntut jumlah tenaga yang hampir tidak terhingga untuk generasi.
• Baru -baru ini, terima kasih kepada teori rentetan, ia telah berteori mengenai lubang cacing yang dikekalkan oleh tali kosmik.
• Lubang hitam hitam dan kemudian dipisahkan, dari mana lubang ruang masa timbul, atau jambatan Einstein-Rosen yang tetap bersatu dengan graviti. Ini adalah penyelesaian teoritis yang dicadangkan pada bulan September 2013 oleh ahli fizik Juan Maldacena dan Leonard Susskind. 

Boleh melayani anda: sinar anodik

Semuanya sangat mungkin, kerana mereka tidak bercanggah dengan persamaan relativiti umum Einstein.

Adakah mungkin melihat lubang cacing suatu hari nanti?

Untuk masa yang lama, lubang hitam adalah penyelesaian teori persamaan Einstein. Einstein sendiri mempersoalkan kemungkinan bahawa mereka dapat dikesan oleh manusia.

Albert Einstein (1879-1955), pengarang Teori Relativiti. Sumber: Pixabay.

Jadi untuk masa yang lama, lubang hitam kekal sebagai ramalan teoritis, sehingga mereka menemui dan terletak. Saintis menempatkan harapan yang sama mengenai lubang cacing.

Sangat mungkin bahawa mereka juga ada di sana, tetapi belum dipelajari untuk mencari mereka. Walaupun menurut penerbitan yang sangat baru -baru ini, Wormholes akan meninggalkan jejak dan bayang -bayang yang dapat dilihat walaupun dengan teleskop.

Dipercayai bahawa foton bergerak di sekitar lubang cacing yang menjana cincin cahaya. Foton terdekat jatuh ke dalam dan meninggalkan bayangan yang akan membolehkan mereka membezakannya dari lubang hitam.

Menurut Rajibul Shaikh, seorang ahli fizik Institut Tata untuk Penyelidikan Fundamental Mumbai di India, sejenis lubang cacing berputar akan menghasilkan bayangan yang lebih besar dan lebih besar daripada lubang hitam.

Dalam karyanya, Shaikh telah mengkaji bayang -bayang teoretikal yang diproyeksikan oleh sejenis lubang cacing berputar tertentu, yang memberi tumpuan kepada kertas penting lubang tekak untuk pembentukan bayang -bayang foton yang membolehkan mengenalinya dan membezakannya dari lubang hitam.

Shaikh juga menganalisis kebergantungan bayang. Ia adalah pekerjaan yang benar -benar teori.

Selain itu, untuk momen -momen, lubang cacing tetap sebagai abstraksi matematik, tetapi mungkin ada yang dapat melihat beberapa. Apa yang ada di hujung yang lain, pada masa ini masih menjadi subjek ramalan. 

Rujukan

1. Kuantum hiburan mengutamakan graviti. Diambil dari Sciencealdia.com
2. Kemajuan Fizik, Vol 61, Isu September 2013 Halaman 781 -811
3. Wormhole. Diambil dari Wikipedia.org
4. Ruang masa. Diambil dari Wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Kertas Baru Gila mencadangkan Wormholes membuang bayang -bayang yang dapat kita lihat dengan mudah dengan teleskop. Diambil dari Sciencealert.com