Crvotočne rupe - zijevajući prolazi koji bi teoretski mogli spojiti udaljene točke u prostoru-vremenu - obično se ilustriraju kao zeznute gravitacijske jažice povezane uskim tunelom.
Ali njihov precizan oblik nije bio poznat.
Sada je, međutim, fizičar u Rusiji osmislio metodu za mjerenje oblika simetričnih crvotočina - iako nije dokazano da postoje - na temelju načina na koji predmeti mogu utjecati na svjetlost i gravitaciju.
Teoretski, pokretne crvotočine ili četverodimenzionalni portali kroz prostor-vrijeme mogu djelovati ovako: Na jednom kraju, neodoljivo povlačenje crne rupe usisavalo bi materiju u tunel spojen na drugom kraju u "bijelu rupu, "koja bi pljunula materiju na mjestu koje je daleko od mjesta nastanka materijala u prostoru i vremenu", navodi sestrina stranica Live Science, Space.com. Iako su znanstvenici uočili dokaze o crnim rupama u svemiru, bijele rupe nikada nisu pronađene.
Crvotočne rupe (i mogućnost međuzvezdnog putovanja koje predlažu) tako ostaju nedokazane, mada Albert Einsteinova teorija opće relativnosti ostavlja prostora za postojanje objekata.
Međutim, iako crvotočine mogu ili ne moraju postojati, znanstvenici znaju puno o ponašanju svjetlosnih i gravitacijskih valova. Potonji su valovi u prostor-vremenu koji se vrte oko ogromnih predmeta poput crnih rupa.
Novo svojstvo crvotočine koje bi se moglo primijetiti, iako neizravno, je crveni pomak na svjetlu u blizini objekta, navodi se u novom istraživanju. (Crveni pomak je smanjenje učestalosti svjetlosnih valnih duljina dok odmiču od objekta, što rezultira pomicanjem u crveni dio spektra.)
Ako znate kako se svjetlost oko potencijalne crvotočine crveni pomak, tada možete koristiti frekvencije gravitacijskih valova ili koliko često osciliraju za predviđanje simetričnog oblika crvotočine, rekao je autor studije Roman Konoplya. Izvanredni je profesor na Institutu gravitacije i kozmologije na Sveučilištu za prijateljstvo naroda u Rusiji (RUDN).
Značajno je da istraživači rade obrnuto, gledajući geometriju poznatih oblika kako bi izračunali kako se ponašaju svjetlost i gravitacija, Konoplya je u e-poruci rekao Live Scienceu.
Postojalo bi nekoliko metoda za provjeru crvenog pomaka u blizini potencijalne crvotočine, rekao je Konoplya. Čovjek bi se koristio gravitacijskim lećama ili savijanjem svjetlosnih zraka dok prolaze pored masivnih predmeta - poput, možda, crvotočina. Ova leća bi se mjerila u njezinim efektima na slabu svjetlost koja dolazi od dalekih zvijezda (ili na svjetlije svjetlo iz obližnje zvijezde, "ako smo jako, jako sretni", rekao je Konoplya). Druga bi metoda mjerila elektromagnetsko zračenje u blizini crvotočne rupe jer privlači više materije, objasnio je.
Razmislite jednadžbu na ovaj način: Ako udarite u bubanj, ponašanje zvučnih talasa proizvedenih vibracijom napete kože može otkriti oblik bubnja, rekao je uživo Jolyon Bloomfield, predavač na odjelu fizike na Massachusetts Institute of Technology. Znanost.
"Sve različite frekvencije - što vam govori o različitim vibracijskim modusima te zategnute kože", rekao je Bloomfield. U međuvremenu, vrhovi i doline tih vibracija postupno propadaju u vremenu, što pokazuje kako se modusi "priguše". Te dvije informacije zajedno mogu vam pomoći u definiranju oblika bubnja, rekao je Bloomfield.
"Ono što ovaj rad radi je jednaka stvar za crvotočina. Ako smo u stanju" slušati "propadanje frekvencija oscilacija crvotočine s dovoljno preciznosti, možemo zaključiti oblik crvotočine po spektru frekvencije i koliko brzo propadaju ", objasnio je.
U svojoj jednadžbi Konoplya je uzeo crveno-pomiješane vrijednosti crvotočine, a zatim je ugradio kvantnu mehaniku, odnosno fiziku sitnih subatomskih čestica, kako bi procijenio kako bi gravitacijska valovanja u prostoru-vremenu utjecala na elektromagnetske valove crvotočine. Odatle je konstruirao jednadžbu za izračunavanje geometrijskog oblika i mase crvotočine, izvijestio je u studiji.
Tehnologija mjerenja gravitacijskih valova postoji tek od 2015. godine, uvođenjem Laser Interferometar gravitacijsko-valnog opservatorija (LIGO). Sada, istraživači nastoje usavršiti LIGO mjerenja, jer bi bolji podaci mogli pomoći znanstvenicima da konačno utvrde postoji li u svemiru egzotična tvar - materija sastavljena od građevnih blokova za razliku od normalnih atomskih čestica. Taj bi materijal mogao podržavati predmete poput crvotočina, rekao je Bloomfield Live Scienceu.
Zasad su crvotočne rupe samo teoretske, tako da Konoplyina jednadžba ne predstavlja nijedno stvarno mjerenje u stvarnom svijetu, napisao je u e-poruci. A detektori poput LIGO mjere samo jednu frekvenciju gravitacijskih valova, dok bi vam bilo potrebno nekoliko frekvencija da predvidite oblik crvotočine, rekao je Konoplya.
"Iz tako loših podataka nemoguće je izvući dovoljno podataka za tako složenu stvar kao što je geometrija kompaktnog predmeta", napisao je Konoplya u e-poruci.
Buduće studije mogle bi pružiti još detaljniji prikaz oblika i svojstava crvotočine, rekao je Konoplya.
"Naši se rezultati mogu primijeniti i na rotirajuće crvotočine, pod uvjetom da su dovoljno simetrični", dodao je.
Otkrića su objavljena na Internetu 10. rujna u časopisu Physics Letters B.
