WORMHOLE: KASAYSAYAN, TEORYA, URI, PAGBUO - ARTE - 2025

Ang isang wormhole , sa astrophysics at kosmology, ay isang daanan ng daan na nagkokonekta sa dalawang puntos sa tela ng space-time. Tulad ng inspirasyon ng bumabagsak na mansanas na teorya ng gravitation ni Isaac Newton noong 1687, ang mga bulate na nagtusok ng mga mansanas ay nagbigay inspirasyon sa mga bagong teorya, din sa balangkas ng gravitation.

Tulad ng namamahala ng uod na maabot ang isa pang punto sa ibabaw ng mansanas sa pamamagitan ng isang tunel, ang mga oras-oras na wormholes ay bumubuo ng mga teoretikal na mga shortcut na nagbibigay-daan sa paglalakbay sa malalayong bahagi ng uniberso sa mas kaunting oras.

Space-time wormhole: artistikong paningin. Pinagmulan: Pixabay.

Ito ay isang ideya na nakuha at patuloy na kinukuha ang imahinasyon ng marami. Samantala, abala ang mga kosmologist na naghahanap ng mga paraan upang mapatunayan ang pagkakaroon nito. Ngunit sa ngayon ay sila pa rin ang paksa ng haka-haka.

Upang makakuha ng isang maliit na mas malapit sa pag-unawa sa mga wormhole, ang posibilidad ng paglalakbay sa oras sa pamamagitan ng mga ito at ang mga pagkakaiba-iba na umiiral sa pagitan ng mga wormholes at itim na butas, dapat nating tingnan ang konsepto ng espasyo sa oras.

Ano ang spacetime?

Ang konsepto ng space-time ay malapit na nauugnay sa wormhole. Iyon ang dahilan kung bakit kinakailangan na maitaguyod muna kung ano ito at kung ano ang pangunahing katangian nito.

Ang spacetime ay kung saan nangyayari ang bawat at bawat kaganapan sa uniberso. At ang sansinukob naman ay ang kabuuan ng espasyo-oras, may kakayahang tirahan ang lahat ng anyo ng enerhiya-lakas at marami pa …

Kapag natutugunan ng lalaking ikakasal ang ikakasal ito ay isang kaganapan, ngunit ang kaganapang ito ay may spatial coordinates: ang lugar ng pagpupulong. At isang coordinate ng oras: taon, buwan, araw at oras ng pulong.

Ang pagsilang ng isang bituin o pagsabog ng isang supernova ay mga kaganapan din na nagaganap sa espasyo-oras.

Ngayon, sa isang rehiyon ng uniberso na walang masa at pakikipag-ugnay, ang spacetime ay flat. Nangangahulugan ito na ang dalawang ilaw na sinag na nagsisimula kahanay ay nagpapatuloy tulad nito, hangga't mananatili sila sa rehiyon na iyon. Sa pamamagitan ng paraan, para sa isang sinag ng magaan na oras ay walang hanggan.

Siyempre, ang space-time ay hindi palaging flat. Ang uniberso ay naglalaman ng mga bagay na may masa na nagbabago ng espasyo sa oras, na nagiging sanhi ng isang kurbatang espasyo sa oras sa isang unibersal na sukat.

Si Albert Einstein mismo ang nalaman, sa isang sandali ng inspirasyon na tinawag niya na "ang pinakamasayang ideya ng aking buhay," na ang isang pinabilis na tagamasid ay lokal na hindi mailalarawan mula sa isa na malapit sa isang napakalaking bagay. Ito ang sikat na prinsipyo ng pagkakapareho.

At ang isang pinabilis na tagamasid ay yumuko sa espasyo ng oras, iyon ay, ang geometry ng Euclidean ay hindi na wasto. Samakatuwid, sa kapaligiran ng isang napakalaking bagay tulad ng isang bituin, isang planeta, isang kalawakan, isang itim na butas, o ang uniberso mismo, mga buwang-space.

Ang kurbada na ito ay nakikita ng mga tao bilang isang puwersa na tinatawag na gravity, araw-araw ngunit misteryoso nang sabay.

Ang gravity ay kasing lakas ng puwersa na humihila sa amin kapag ang bus kung saan kami ay naglalakad ng preno nang mahigpit. Ito ay parang biglang may isang bagay na hindi nakikita, madilim at napakalaking, sa loob ng ilang sandali ay darating at umaakit sa amin, biglang hinihimok tayo.

Ang mga planeta ay gumagalaw sa paligid ng Araw dahil ang masa nito ay gumagawa ng isang pagkalumbay sa espasyo sa oras ng espasyo na nagiging sanhi ng mga planeta na curve ang kanilang mga tilapon. Ang isang ilaw na sinag din ay nakakadulas ng landas nito kasunod ng space-time depression na ginawa ng Araw.

Tunnels sa pamamagitan ng puwang - oras

Kung ang space-time ay isang hubog na ibabaw, sa prinsipyo ay walang pumipigil sa isang lugar mula sa pagkonekta sa isa pa sa pamamagitan ng isang lagusan. Ang paglalakbay sa naturang tunel ay hindi lamang nagpapahiwatig ng pagbabago ng mga lugar, ngunit nag-aalok din ito ng posibilidad na pumunta sa ibang oras.

Ang ideyang ito ay naging inspirasyon ng maraming mga libro sa fiction sa science, serye at pelikula, kabilang ang sikat na serye ng 1960 na Amerikano na "The Time Tunnel" at higit pa kamakailan na "Deep Space 9" mula sa prangkisa ng Star Trek at ang pelikulang 2014 na Interstellar.

Ang ideya ay nagmula sa Einstein mismo, na, na naghahanap ng mga solusyon sa mga equation ng patlang ng Pangkalahatang Relasyon, na natagpuan kasama si Nathan Rosen isang teoretikal na solusyon na nagpapahintulot sa pagkonekta sa dalawang magkakaibang mga rehiyon ng espasyo-oras sa pamamagitan ng isang tunel na gumana bilang isang shortcut.

Ang solusyon na iyon ay kilala bilang Einstein - Rosen bridge at lumilitaw sa isang akdang inilathala noong 1935.

Gayunpaman, ang salitang "wormhole" ay ginamit sa unang pagkakataon noong 1957, salamat sa mga teoretikal na pisiko na sina John Wheeler at Charles Misner sa isang publikasyon ng taon na iyon. Noong nakaraan, ang "one-dimensional tubes" ay binanggit upang mag-refer sa parehong ideya.

Nang maglaon noong 1980, isinulat ni Carl Sagan ang science fiction novel na "Makipag-ugnay," isang libro na kalaunan ay ginawa sa isang pelikula. Ang protagonist na nagngangalang Elly ay natuklasan ng intelihente na extraterrestrial na buhay na 25 libong light years ang layo. Nais ni Carl Sagan na maglakbay doon si Elly, ngunit sa isang paraan na kapani-paniwala sa siyensya.

Ang paglalakbay ng 25 libong light-years na malayo ay hindi isang madaling gawain para sa isang tao, maliban kung ang isang shortcut ay hinahangad. Ang isang itim na butas ay hindi maaaring maging isang solusyon, dahil kapag papalapit sa pagkakapareho, ang gravity ng kaugalian ay mapunit ang spacecraft at ang mga crew nito.

Sa paghahanap ng iba pang mga posibilidad, kumunsulta si Carl Sagan sa isa sa mga nangungunang mga dalubhasang itim na butas ng oras: Kip Thorne, na nagsimulang mag-isip tungkol sa bagay na ito at natanto na ang mga tulay na Einstein-Rosen o ang mga wormholes ng Ang gulong ay ang solusyon.

Gayunpaman napagtanto din ni Thorne na ang solusyon sa matematika ay hindi matatag, iyon ay, ang tunel ay bubukas, ngunit sa lalong madaling panahon matapos itong magselos at mawala.

Ang kawalang-tatag ng mga wormholes

Posible bang gumamit ng mga wormhole upang maglakbay ng mahusay na distansya sa espasyo at oras?

Dahil sila ay naimbento, ang mga wormhole ay nagsilbi sa maraming mga plot ng fiction sa science upang dalhin ang kanilang mga protagonista sa mga liblib na lugar at maranasan ang mga kabalintunaan ng di-linear na oras.

Natagpuan ni Kip Thorne ang dalawang posibleng solusyon sa problema ng kawalang-tatag ng wormhole:

• Sa pamamagitan ng tinatawag na quantum foam. Sa Planck scale (10 ^-35 m) mayroong mga pagbabagu-bago ng dami na may kakayahang kumonekta ng dalawang rehiyon ng espasyo-oras sa pamamagitan ng mga microtunnels. Ang isang hypothetical na napaka-advanced na sibilisasyon ay maaaring makahanap ng isang paraan upang mapalawak ang mga sipi at hawakan ang mga ito ng sapat na haba para maipasa ng isang tao.
• Negatibong bagay na pang-negatibo. Ayon sa mga pagtatantya na inilathala noong 1990 ni Thorne mismo, ang malaking halaga ng bagay na dayuhan na ito ay kinakailangan upang mapanatiling bukas ang mga dulo ng wormhole.

Ang kamangha-manghang bagay tungkol sa huling solusyon na ito ay hindi katulad ng mga itim na butas, walang pagkakapareho o mga pangyayari sa dami, at ang pagpasa ng mga tao sa pamamagitan ng ganitong uri ng lagusan ay magagawa.

Sa ganitong paraan, ang mga wormhole ay hindi lamang papayagan ang malalayong rehiyon sa puwang na konektado, ngunit nahihiwalay din sa oras. Samakatuwid sila ay mga makina para sa paglalakbay sa oras.

Si Stephen Hawking, ang mahusay na sanggunian sa kosmolohiya sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ay hindi naniniwala alinman sa mga wormholes o mga machine ng oras ay magagawa, dahil sa maraming mga paradoks at pagkakasalungat na lumabas mula sa kanila.

Iyon ay hindi dampened ang espiritu ng iba pang mga mananaliksik, na iminungkahi ang posibilidad na ang dalawang itim na butas sa iba't ibang mga lugar ng espasyo-oras ay panloob na konektado sa pamamagitan ng isang wormhole.

Bagaman hindi ito magiging praktikal para sa paglalakbay sa espasyo, dahil bukod sa mga pagdurusa na pagpasok ng itim na butas ay magdadala, walang posibilidad na lumabas sa kabilang dulo, dahil ito ay isa pang itim na butas.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng mga itim na butas at wormholes

Kung pinag-uusapan mo ang tungkol sa isang wormhole, naisip mo kaagad ang mga itim na butas.

Ang isang itim na butas ay likas na nabuo, pagkatapos ng ebolusyon at pagkamatay ng isang bituin na mayroong isang tiyak na kritikal na masa.

Ito ay bumangon pagkatapos na maubos ng bituin ang kanyang gasolina na nuklear at nagsisimula na kumontrata ng hindi maikakaila dahil sa sarili nitong puwersa ng gravitational. Patuloy itong walang humpay hanggang sa nagiging sanhi ito ng pagbagsak na walang mas malapit kaysa sa radius ng pag-abot ng kaganapan ay maaaring makatakas, kahit na ang ilaw.

Sa pamamagitan ng paghahambing, ang isang wormhole ay isang bihirang pangyayari, ang kinahinatnan ng isang hypothetical anomalya sa kurbada ng espasyo-oras. Sa teorya posible na dumaan sa kanila.

Gayunpaman, kung sinubukan ng isang tao na dumaan sa isang itim na butas, ang matinding grabidad at matinding radiation sa malapit na lugar ng pag-iisa ay magiging isang manipis na thread ng mga subatomic na mga particle.

Hindi tuwiran at kamakailan lamang ay direktang ebidensya para sa pagkakaroon ng mga itim na butas. Kabilang sa mga katibayan na ito ay ang paglabas at pagtuklas ng mga alon ng gravitational sa pamamagitan ng pag-akit at pag-ikot ng dalawang colossal black hole, na napansin ng LIGO gravitational wave obserbatoryo.

Mayroong katibayan na ang isang napakalaking napakalaking itim na butas ay umiiral sa gitna ng mga malalaking kalawakan, tulad ng aming Milky Way.

Ang mabilis na pag-ikot ng mga bituin na malapit sa gitna, pati na rin ang malaking halaga ng mataas na dalas ng radiation na nagmula doon, ay hindi tuwirang ebidensya na mayroong isang malaking itim na butas na nagpapaliwanag sa pagkakaroon ng mga hindi pangkaraniwang bagay.

Nitong Abril 10, 2019 na ipinakita sa buong mundo ang unang larawan ng isang napakalakas na itim na butas (7 bilyong beses na masa ng Araw), na matatagpuan sa isang napakalayong kalawakan: si Messier 87 sa konstelasyon na Virgo, sa 55 milyon magaan na taon mula sa Earth.

Ang larawang ito ng isang itim na butas ay naging posible sa buong mundo ng network ng mga teleskopyo, na tinawag na "Event Horizon Telescope", kasama ang pakikilahok ng higit sa 200 mga siyentipiko mula sa buong mundo.

Sa kabilang banda, walang katibayan ng mga wormholes hanggang ngayon. Ang mga siyentipiko ay may nakita at subaybayan ang isang itim na butas, subalit ang parehong ay hindi posible sa mga wormholes.

Samakatuwid ang mga ito ay hypothetical na mga bagay, bagaman ang teoretikal na magagawa, tulad ng mga itim na butas ay dating din.

Iba-iba / uri ng mga wormholes

Bagaman hindi pa nila napansin, o marahil tiyak dahil dito, naisip ang iba't ibang mga posibilidad para sa mga wormhole. Lahat sila ay pawang teoretikal na magagawa, dahil nasiyahan nila ang mga equation ni Einstein para sa pangkalahatang kapamanggitan. Narito ang ilan:

• Ang mga wormholes na nagkokonekta sa dalawang mga puwang ng oras na espasyo ng parehong sansinukob.
• Ang mga wormholes na may kakayahang kumonekta sa isang uniberso sa isa pang uniberso.
• Ang mga tulay na Einstein-Rosen, kung saan ang bagay ay maaaring pumasa mula sa isang pagbubukas hanggang sa isa pa. Bagaman ang pagpasa ng bagay na ito ay magiging sanhi ng kawalang-tatag, na nagiging sanhi ng pagbagsak ng tunel sa kanyang sarili.
• Ang wormhole ni Kip Thorne, na may isang spherical shell ng negatibong bagay na masa. Ito ay matatag at hindi matitinag sa parehong direksyon.
• Ang tinatawag na wormhole ng Schwarzschild, na binubuo ng dalawang konektado na static black hole. Hindi sila maaaliw, dahil ang bagay at ilaw ay nakulong sa pagitan ng parehong mga labis.
• Na-load at / o umiikot o mga worm Kerry, na binubuo ng dalawang panloob na konektado dinamikong mga butas na itim, na hindi nasasaktan sa isang direksyon lamang.
• Ang dami ng foam ng space-time, ang pagkakaroon ng kung saan ay ipinagbabawal sa antas ng subatomic. Ang foam ay binubuo ng lubos na hindi matatag na subatomic tunnels na kumokonekta sa iba't ibang mga zone. Upang patatagin at palawakin ang mga ito ay mangangailangan ng paglikha ng isang quark-gluon plasma, na mangangailangan ng halos walang katapusang dami ng enerhiya upang makabuo.
• Karamihan sa mga kamakailan lamang, salamat sa string theory, ang mga wormhole na suportado ng mga cosmic string ay na-awtorisado.
• Intertwined at pagkatapos ay pinaghiwalay ang mga itim na butas, mula sa kung saan lumitaw ang isang hole-time hole, o Einstein-Rosen na tulay na gaganapin ng grabidad. Ito ay isang teoretikal na solusyon na iminungkahi noong Setyembre 2013 ng mga pisika na sina Juan Maldacena at Leonard Susskind.

Lahat sila ay ganap na posible, dahil hindi sila salungat sa mga equation ni Einstein ng pangkalahatang kapamanggitan.

Makikita ba ang mga wormholes?

Sa loob ng mahabang panahon, ang mga itim na butas ay mga teoretikal na solusyon sa mga equation ni Einstein. Si Einstein mismo ang nagtanong sa posibilidad na maaari silang makita ng sangkatauhan.

Si Albert Einstein (1879-1955), may akda ng teorya ng kapamanggitan. Pinagmulan: Pixabay.

Kaya sa loob ng mahabang panahon, ang mga itim na butas ay nanatili bilang isang hula ng teoretikal, hanggang sa matagpuan at matatagpuan. Ang mga siyentipiko ay may parehong pag-asa para sa mga wormholes.

Posible na mayroon din sila, ngunit hindi pa ito natutunan upang hanapin ang mga ito. Bagaman ayon sa isang kamakailan-lamang na publication, ang mga wormholes ay mag-iiwan ng mga bakas at mga anino na napapansin kahit na sa mga teleskopyo.

Ang mga photon ay pinaniniwalaang naglalakbay sa paligid ng wormhole, na bumubuo ng isang makinang na singsing. Ang pinakamalapit na mga photon ay nahuhulog sa loob at iniwan ang isang anino na magbibigay-daan sa kanila na magkakaiba sa mga itim na butas.

Ayon kay Rajibul Shaikh, isang pisiko sa Tata Institute for Fundamental Research sa Mumbai sa India, isang uri ng umiikot na wormhole ay makagawa ng isang mas malaki at warped shade kaysa sa isang itim na butas.

Sa kanyang trabaho, pinag-aralan ni Shaikh ang mga teoretikal na anino na itinapon ng isang tiyak na klase ng mga umiikot na mga wormholes, na nakatuon sa mahalagang papel ng lalamunan ng butas sa pagbuo ng isang anunsyo ng poton na nagbibigay-daan upang makilala at magkakaiba mula sa isang itim na butas.

Sinuri din ni Shaikh ang pag-asa ng anino sa pag-ikot ng wormhole at inihambing din ito sa anino ng cast ng isang umiikot na hole Kerr, na nakakahanap ng mga makabuluhang pagkakaiba. Ito ay isang ganap na teoretikal na gawain.

Bukod doon, sa sandaling ito, ang mga wormhole ay nananatiling bilang mga abstraction sa matematika, ngunit posible na ang ilan ay mahahanap sa lalong madaling panahon. Ano ang nasa kabilang sukdulan ay ang paksa pa rin ng pang-uusap sa sandaling ito.

Mga Sanggunian

1. Ang kabuuan ng pagkabihag ay maaaring magbigay ng pagtaas sa grabidad. Kinuha mula sa Cienciaaldia.com
2. Pag-unlad ng Physics, Tomo 61, Isyu Setyembre 2013 Mga Pahina 781-811
3. Wormhole. Kinuha mula sa wikipedia.org
4. Oras ng espasyo. Kinuha mula sa wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Crazy New Paper Suggests Wormholes Cast Shadows Na Madaling Makita Sa Mga Teleskopyo. Kinuha mula sa sciencealert.com