Svi žele crvotočinu. Mislim, tko želi smetati dugim i sporim rutama kroz svemir, uzimajući desetke tisuća godina samo da bi stigao do još jedne dosadne zvijezde? Ne kada možete ući u najbliži otvor za crvotočine, prošetajte kratko i završite u nekom egzotičnom dalekom kutku svemira.
Međutim, postoji mala tehnička poteškoća: crvotočine, koje su u prostorno-vremenskom zavoju toliko ekstremne da se stvara tunel za prečace, katastrofalno su nestabilne. Kao i kod, čim pošaljete jedan foton niz rupu, on se kolabira brže od brzine svjetlosti.
No, nedavno objavljeni članak, objavljen 29. listopada u časopisu za tisak arXiv, pronašao je način da se izgradi gotovo stalna crvotočina, ona koja se kolabira, ali dovoljno sporo za slanje poruka - i potencijalno čak i stvari - dolje prije nego što se sama raspadne , Sve što trebate jesu nekoliko crnih rupa i nekoliko beskonačno dugih kozmičkih struna.
Jednostavan peasy.
Problem s crvotočinama
U principu, izgradnja crvotočine je prilično jednostavna. Prema Einsteinovoj teoriji opće relativnosti, masa i energija iskrivljuju tkaninu prostora-vremena. A određena posebna konfiguracija materije i energije omogućuje stvaranje tunela, prečaca između dva inače udaljena dijela svemira.
Nažalost, čak i na papiru, te crvotočine fantastično su nestabilne. Čak i jedan foton koji prolazi kroz crvotočnu rupu pokreće katastrofalnu kaskadu koja razdvaja crvotočnu rupu. Međutim, zdrava doza negativne mase - da, to je stvar, ali s suprotnom težinom - može suzbiti destabilizirajući učinak redovitih tvari koje pokušavaju proći kroz crvotočnu rupu, čineći je pokretnim.
U redu, materija s negativnom masom ne postoji, pa nam treba novi plan.
Krenimo od samog crvotočina. Trebamo ulaz i izlaz. Teoretski je moguće povezati crnu rupu (područje prostora iz koje ništa ne može pobjeći) s bijelom rupom (teorijsko područje prostora u koje ništa ne može ući). Kada se ta dva neobična stvorenja udruže, tvore potpuno novu stvar: crvotočina. Tako možete uskočiti na bilo koji kraj ovog tunela i umjesto da vas zatrpaju u zaborav jednostavno bezazleno valcerite s druge strane.
Oh, ali ni bijele rupe ne postoje. Čovječe, ovo postaje prevarno.
Napunite
Budući da bijele rupe ne postoje, potreban nam je novi plan. Srećom, neka pametna matematika otkriva mogući odgovor: nabijena crna rupa. Crne rupe mogu nositi električni naboj (nije uobičajeno zbog načina na koji su prirodno oblikovane, ali uzet ćemo ono što možemo dobiti). Unutrašnjost nabijene crne rupe čudno je mjesto, s normalnom singularnošću crne rupe koja se proteže i iskrivljava, što joj omogućava da formira most do druge nasuprot nabijene crne rupe.
Voila: crvotočina, koja koristi samo stvari koje stvarno mogu postojati.
Ali ova crvotočna rupa preko napunjenih crnih rupa ima dva problema. Prvo, još je nestabilno i ako nešto ili netko to stvarno pokuša iskoristiti, raspada se. Drugo je da će se dvije nasuprot naelektrisane crne rupe privući jedna drugoj - i putem gravitacionih i električnih sila - a ako se zbliže, dobit ćete jednu, veliku, neutralno nabijenu i potpuno beskorisnu crnu rupu.
Stavite kozmički luk na njega
Da bi ovo sve uspjelo, moramo osigurati da dvije nabijene crne rupe budu sigurne daleko jedna od druge i osiguramo da se tunel crvotočne rupe može držati otvorenim. Potencijalno rješenje: kozmički nizovi.
Kozmički žice su teorijske nedostatke, slične pukotinama koje nastaju kad led zamrzne, u tkanini prostora-vremena. Ti su se kozmički ostaci formirali u ranim, napornim danima prve frakcije sekunde nakon Velikog praska. Oni su uistinu egzotični objekti, ne širi od protona, ali s jednim centimetrom njihove duljine nadmašuju Mount Everest. Nikad se ne želite susresti s jednim, jer bi vas prerezao na pola poput kozmičkog svjetlosnog sablja, ali ne morate se brinuti puno jer nismo ni sigurni da postoje, a nikad ga nismo vidjeli ni unutra svemir.
Ipak, nema razloga da ne postoje, pa su fer igra.
Oni imaju još jedno vrlo korisno svojstvo kada je riječ o crvotočinama: ogromna napetost. Drugim riječima, oni zapravo ne vole da ih se gura. Ako vrhom crvotočine naliježete kozmičkim nizom i dopustite da niz prolazi uz vanjske rubove crnih rupa i proteže se s bilo kojeg kraja sve do beskonačnosti, tada napetost u nizu sprečava privlačenje napunjenih crnih rupa međusobno držeći oba kraja crvotočine daleko jedan od drugog. U osnovi, udaljeni krajevi kozmičkog niza djeluju poput dvije suprotstavljene tegljačke ekipe, zadržavajući crne rupe.
Smirujući drhtavice
Jedan kozmički niz rješava jedan od problema (držanje krajeva otvorenima), ali ne sprečava da se sama crvotočina uruši ako biste je zapravo koristili. Dakle, bacimo se u drugi kozmički niz, također uvlačeći crvotočanicu, ali i provlačeći je kroz normalan razmak između dviju crnih rupa.
Kad su kozmički nizovi zatvoreni u petlju, oni se mašu - puno. Te vibracije pokreću samu tkaninu prostora-vremena oko njih, a kad je točno podešeno, vibracije mogu uzrokovati da energija prostora u njihovoj blizini postane negativna, djelujući efektivno poput negativne mase u crvotočnoj rupi, što ga potencijalno stabilizira.
Čini se malo složenim, ali u nedavnom je radu tim teorijskih fizičara dao detaljne upute za izgradnju upravo takve crvotočine. To nije savršeno rješenje: Na kraju inherentne vibracije u kozmičkim strunama - iste one koje bi mogle držati crvotočanicu otvorenom - povlače energiju, a samim tim i masu, dalje od niza, čineći je sve manjom i manjom. U osnovi, s vremenom se kozmički nizovi miješaju u zaborav, s potpunim kolapsom crvotočine nedaleko. Ali zglobna rupa može ostati stabilna dovoljno dugo da dopušta da poruke ili čak predmeti putuju niz tunel i zapravo ne umru, što je lijepo.
Ali prvo moramo pronaći neke kozmičke žice.
Paul M. Sutter je astrofizičar na Državno sveučilište Ohio, domaćin Pitajte svemira i Svemirski radio, i autor Vaše mjesto u svemiru.
