Alle vil have et ormehul. Jeg mener, hvem vil gider med at rejse på de lange og langsomme ruter i hele universet og tage titusinder af år bare for at nå endnu en kedelig stjerne? Ikke når du kan springe ind i den nærmeste ormehulsåbning, tage en kort spadseretur og ende i et eksotisk fjernt hjørne af universet.
Der er dog en lille teknisk vanskelighed: Wormholes, der er svingede i rummet så ekstreme, at der dannes en genvejstunnel, er katastrofalt ustabile. Som ind, så snart du sender et enkelt foton ned i hullet, kollapser det hurtigere end lysets hastighed.
Men et nyligt papir, der blev offentliggjort i preprint-tidsskriftet arXiv den 29. juli, har fundet en måde at opbygge et næsten stabilt ormhul på, et, der falder sammen, men langsomt nok til at sende beskeder - og potentielt endda ting - ned i det, før det river sig i stykker . Alt hvad du behøver er et par sorte huller og et par uendeligt lange kosmiske strenge.
Easy-peasy.
Ormhulsproblemet
I princippet er det temmelig ligetil at opføre et ormehul. I henhold til Einsteins teori om generel relativitet, skæv masse og energi stoffets rum-tid. Og en bestemt speciel konfiguration af stof og energi tillader dannelse af en tunnel, en genvej mellem to ellers fjerne dele af universet.
Desværre, selv på papir, er disse ormehuller fantastisk ustabile. Selv en enkelt foton, der passerer gennem ormhullet, udløser en katastrofal kaskade, der ripper ormhullet fra hinanden. Imidlertid kan en sund dosis negativ masse - ja, det er stof, men med en modsat vægt - modvirke de destabiliserende virkninger af regelmæssigt stof, der prøver at passere gennem ormhullet, hvilket gør det gennemkørbart.
OK, noget med negativ masse findes ikke, så vi har brug for en ny plan.
Lad os starte med selve ormehullet. Vi har brug for en indgang og en udgang. Det er teoretisk muligt at forbinde et sort hul (et område i rummet, hvor intet kan undslippe) til et hvidt hul (et teoretisk område i rummet, hvor intet kan komme ind). Når disse to ulige væsener går sammen, danner de en helt ny ting: et ormehul. Så du kan hoppe ind i begge ender af denne tunnel, og i stedet for at blive knust i glemmebogen, valser du bare ufarligt ud på den anden side.
Åh, men der findes heller ikke hvide huller. Mand, dette bliver vanskelig.
Lad det op
Da der ikke findes hvide huller, har vi brug for en ny plan. Heldigvis afslører en smule matematik et muligt svar: et ladet sort hul. Sorte huller kan bære en elektrisk ladning (det er ikke almindeligt på grund af den måde, de er dannet naturligt på, men vi tager det, vi kan få). Indersiden af et ladet sort hul er et mærkeligt sted med den normale punktlignende entydighed af et sort hul strækket og forvrænget, så det kan danne en bro til et andet modsat ladet sort hul.
Voila: et ormehul, der kun bruger ting, der faktisk kan eksistere.
Men denne ormehul-via-ladede-sorte huller har to problemer. Den ene, den er stadig ustabil, og hvis noget eller nogen faktisk prøver at bruge det, falder det fra hinanden. Den anden er, at de to modsat ladede sorte huller vil blive tiltrukket af hinanden - både gennem tyngdekraft og elektriske kræfter - og hvis de falder sammen, får du bare et enkelt, stort, neutralt ladet og helt nytteløst sort hul.
Sæt en kosmisk bue på den
Så for at alt dette skal fungere, er vi nødt til at sikre, at de to ladede sorte huller forbliver sikkert langt væk fra hinanden, og sørg for, at ormhullets tunnel kan holde sig åben. En potentiel løsning: kosmiske strenge.
Kosmiske strenge er teoretiske defekter, svarende til revnerne, der dannes, når isen fryser, i rummet i rummet. Disse kosmiske rester dannedes i de tidlige, hårde dage af de første fraktioner af et sekund efter Big Bang. De er virkelig eksotiske genstande, ikke bredere end en proton, men med en enkelt tomme af deres længde opvejer Mount Everest. Du vil aldrig møde en selv, da de vil skære dig i to dele som et kosmisk lyssabel, men du behøver ikke bekymre dig meget, da vi ikke engang er sikre på, at de findes, og vi har aldrig set en derude i universet.
Der er stadig ingen grund til, at de ikke kan eksistere, så de er fair spil.
De har en anden meget nyttig egenskab, når det kommer til ormehuller: enorm spænding. Med andre ord, de kan virkelig ikke lide at blive skubbet rundt. Hvis du trækker ormhullet med en kosmisk streng og lader snoren passere langs de udvendige kanter af de sorte huller og strække sig ud fra begge ender helt til uendelig, forhindrer spændingen i strengen de ladede sorte huller i at blive tiltrukket til hinanden og holder de to ender af ormhullet langt væk fra hinanden. I det væsentlige fungerer de fjerne ender af den kosmiske streng som to modstridende trækkrafthold og holder de sorte huller tilbage.
Beroligende rysten
En kosmisk streng løser et af problemerne (holder enderne åbne), men det forhindrer ikke ormehulet i at kollapse, hvis du faktisk bruger det. Så lad os kaste en anden kosmisk streng ind, også trække ormhullet, men også køre det gennem det normale rum mellem de to sorte huller.
Når kosmiske strenge lukkes i en løkke, vingler de - meget. Disse vibrationer kaster rummet i rummet rundt omkring dem, og når de er indstillet helt rigtigt, kan vibrationer forårsage, at energien i rummet i deres nærhed går negativt og fungerer effektivt som negativ masse i ormhullet og potentielt stabiliserer det.
Det virker lidt kompliceret, men i den nylige artikel gav et team af teoretiske fysikere trinvis vejledning til at konstruere netop et sådant ormhul. Det er ikke en perfekt løsning: Til sidst trækker de iboende vibrationer i de kosmiske strenge - de samme som måske holder ormehullet åbent - energi og derfor masse væk fra strengen, hvilket gør den mindre og mindre. I det væsentlige vinkler de kosmiske strenge over tid sig i glemmebogen med fuldstændigt sammenbrud af ormhullet ikke langt bagefter. Men det sammenknyttede ormehul forbliver muligvis stabilt længe til at lade beskeder eller endda genstande rejse ned i tunnelen og faktisk ikke dø, hvilket er rart.
Men først skal vi finde nogle kosmiske strenge.
Paul M. Sutter er en astrofysiker hos Ohio State University, vært for Spørg en Spaceman og Space Radio, og forfatter af Dit sted i universet.
