Avaruusmatkat madonreikien läpi kuulostavat melko mielenkiintoiselta idealta. Kuka ei haluaisi tekniikkaa hypätä laivassa, löytää lähin madonreikä ja matkustaa kaukaisiin paikkoihin lyhyessä ajassa? Se tekisi avaruusmatkustamisesta niin helppoa! Tietenkin, idea ilmaantuu tieteiskirjallisuuteen liittyvissä elokuvissa ja kirjoissa koko ajan. Nämä "tunnelit avaruusajassa" sallivat hahmojen liikkua tilan ja ajan läpi sydämessä, ja hahmojen ei tarvitse huolehtia fysiikasta.
Ovatko madonreiät todellisia? Vai ovatko ne vain kirjallisia laitteita tieteiskirjallisuuden juonen pitämiseksi liikkeellä. Mikäli niitä on olemassa, mikä tieteellinen selitys on niiden taustalla? Vastaus voisi olla pieni jokaisesta. Kuitenkin he olemme suora seuraus yleinen suhteellisuusteoria, teoria, jonka Albert Einstein kehitti ensin 1900-luvun alkupuolella. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita, että niitä on olemassa tai että ihmiset voivat matkustaa niiden läpi avaruusaluksissa. Ymmärtääksesi miksi he ovat jopa idea avaruusmatkoille, on tärkeää tietää vähän tieteestä, joka saattaa selittää heidät.
Mitä madonreiät ovat?
Matoreiän on tarkoitus olla tapa kulkea avaruus-ajan läpi, joka yhdistää kaksi kaukaista pistettä avaruudessa. Joitakin esimerkkejä suosituista fiktioista ja elokuvista sisältää elokuvan tähtienvälinen, jossa hahmot käyttivät madonreikiä portaalina galaksin kaukaisimpiin osiin. Ei kuitenkaan ole havainnollista näyttöä siitä, että ne olisivat olemassa, eikä ole empiiristä näyttöä siitä, että he eivät ole jonnekin. Temppu on löytää ne ja sitten selvittää kuinka ne toimivat.
Yksi tapa vakaan madonreiän olemassaololle on luoda ja tukea sitä jonkinlaisella eksoottisella materiaalilla. Sanotaan helposti, mutta mikä on eksoottista materiaalia? Mitä erityistä ominaisuutta tarvitaan madonreikien tekemiseen? Teoreettisesti ottaen sellaisilla "madonreiän tavaroilla" on oltava "negatiivinen" massa. Juuri miltä se kuulostaa: aineella, jolla on negatiivinen arvo, eikä tavallisella aineella, jolla on positiivinen arvo. Se on myös jotain, mitä tutkijat eivät ole koskaan nähneet.
Nyt madonreikiä on mahdollista spontaanisti ilmaantua olemassaoloon käyttämällä tätä eksoottista ainetta. Mutta siinä on toinen ongelma. Heitä ei tuettaisi mitään, joten ne romahtavat heti takaisin itsensä sisään. Ei niin suuri jokaiselle alukselle, joka sattuu kulkemaan sen läpi.
Mustat reiät ja madonreiät
Joten jos spontaanit madonreikät eivät ole toimivia, onko olemassa toinen tapa luoda ne? Teoreettisesti kyllä, ja meillä on mustia reikiä kiittää siitä. He ovat mukana ilmiössä, joka tunnetaan nimellä Einstein-Rosen-silta. Se on pohjimmiltaan madonreikä, joka on luotu johtuen avaruus-ajan valtavasta vääntymisestä a: n vaikutuksilla musta aukko. Erityisesti sen on oltava Schwarzschildin musta reikä, aukon, jolla on staattinen (muuttumaton) massa massa, joka ei pyöri ja jolla ei ole sähkövarausta.
Joten miten se toimisi? Pohjimmiltaan, kun valo putoaa mustaan reikään, se kulkeisi madonreiän läpi ja karkaisi ulos toiselta puoleltaan valkoisena reikänä tunnetun esineen läpi. Valkoinen reikä on samanlainen kuin musta reikä, mutta sen sijaan että se imee materiaalia sisään, se hylkää materiaalin pois. Valo kiihtyisi pois valkoisen aukon "poistumisportaalista", no, valonnopeus, mikä tekee siitä kirkkaan esineen, joten termi "valkoinen reikä".
Tietenkin, todellisuus puree täällä: Olisi epäkäytännöllistä yrittää edes yrittää kulkea madonreiän läpi aluksi. Tämä johtuu siitä, että kulku edellyttäisi putoamista mustaan reikään, mikä on erittäin tappava kokemus. Kaikki tapahtumahorisontin ohi venytetään ja murskataan, mukaan lukien elävät olennot. Yksinkertaisesti sanottuna, ei ole mitään keinoa selviytyä sellaisesta matkasta.
Kerrin ainutlaatuisuus ja kulkevat madonreikät
On vielä yksi tilanne, jossa matoreikä voi syntyä jostakin nimeltä Kerr musta aukko. Se näyttää aivan erilaiselta kuin normaali "piste-singulaarisuus", ja tähtitieteilijöiden mielestä mustat aukot muodostavat. Kerr-musta reikä orientoituu renkaanmuodostukseen tasapainottaen tehokkaasti valtavan painovoiman ja singulaarisuuden kiertohitauden.
Koska musta aukko on "tyhjä" keskellä, voi olla mahdollista kulkea sen läpi. Avaruusajan vääntyminen renkaan keskellä voisi toimia madonreikana, jolloin matkustajat voivat kulkea toiseen avaruuspisteeseen. Ehkä maailmankaikkeuden kauimmalla puolella tai eri universumissa kaikki yhdessä. Kerr-singulaarisuuksilla on selvä etu muihin ehdotettuihin madonreikiin nähden, koska ne eivät vaadi eksoottisen "negatiivisen massan" olemassaoloa ja käyttöä niiden pitämiseksi vakaina. Niitä ei kuitenkaan ole vielä havaittu, vain teoreettisia.
Voisimmeko jonain päivänä käyttää madonreikiä?
Jotta syrjään madonreikien mekaniikan tekniset näkökohdat, näistä esineistä on myös joitain kovia fyysisiä totuuksia. Vaikka niitä onkin, on vaikea sanoa, voisiko ihmiset koskaan oppia manipuloimaan heitä. Lisäksi ihmiskunnalla ei todellakaan ole edes tähtialuksia, joten taitojen laatiminen hevosen eteen on tapa selvittää tapoja käyttää madonreikiä matkustaakseen.
On myös itsestään selvä kysymys turvallisuudesta. Tässä vaiheessa kukaan ei tiedä tarkalleen, mitä odottaa madonreiän sisällä. Emme myöskään tiedä tarkalleen, minne madonreikä voisi lähettää aluksen. Se voi olla omassa galaksissamme tai kenties muualla aivan kaukaisessa maailmankaikkeudessa. Lisäksi tässä on jotain pureskeltavaa. Jos madonreikä vei laivan galaksistamme toiseen miljardien valovuosien päässä, siellä on aika ajankysymys. Kulkeeko madonreikä heti? Jos on, milloin saavuimme kaukaiselle rannalle? Ohitetaanko matkalla avaruus-ajan laajenemista?
Joten vaikka se voi varmasti olla mahdollinen Jotta madonreikiä olisi olemassa ja ne toimisivat portaalina koko maailmankaikkeudessa, on huomattavasti vähemmän todennäköistä, että ihmiset koskaan löytävät tavan käyttää niitä. Fysiikka ei vain toimi. Vielä.
Toimittanut ja päivittänyt Carolyn Collins Petersen