Ilmu

Film visual imersif yang baru-baru ini dirilis "Interstellar" didasarkan pada konsep ilmiah nyata seperti lubang hitam berputar, lubang cacing, dan perluasan waktu.

Tetapi jika Anda tidak terbiasa dengan konsep-konsep ini, Anda mungkin akan sedikit bingung saat menonton.

Dalam film tersebut, tim penjelajah luar angkasa pergi ke perjalanan ekstragalaksi melalui lubang cacing. Di sisi lain, mereka memasuki tata surya yang berbeda dengan lubang hitam berputar, bukan bintang.

Mereka berpacu dengan ruang dan waktu untuk menyelesaikan misi mereka. Perjalanan ruang angkasa seperti itu mungkin tampak sedikit membingungkan, tetapi ini didasarkan pada prinsip-prinsip dasar fisika.

Berikut adalah yang utama 5 konsep fisika apa yang perlu Anda ketahui untuk memahami "Antarbintang":

gravitasi buatan

paling masalah besar yang kita manusia temui selama perjalanan ruang angkasa jangka panjang adalah tanpa bobot. Kita lahir di Bumi dan tubuh kita telah beradaptasi dengan kondisi gravitasi tertentu, tetapi ketika kita berada di luar angkasa lama, otot kita mulai melemah.

Karakter dalam film "Interstellar" juga menghadapi masalah ini.

Untuk mengatasi hal ini, para ilmuwan menciptakan gravitasi buatan di pesawat ruang angkasa. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan berputar pesawat luar angkasa, seperti di film. Rotasi menciptakan gaya sentrifugal, yang mendorong benda ke arah dinding luar kapal. Tolakan ini mirip dengan gravitasi, hanya dalam arah sebaliknya.

Bentuk gravitasi buatan ini adalah apa yang Anda alami ketika Anda mengemudi di sekitar kurva radius kecil dan merasa seperti Anda didorong keluar, menjauh dari titik pusat kurva. Dalam pesawat ruang angkasa yang berputar, dinding menjadi lantai untuk Anda.

Lubang hitam berputar di luar angkasa

Para astronom, meskipun secara tidak langsung, telah mengamati di alam semesta kita lubang hitam berputar. Tidak ada yang tahu apa yang ada di pusat lubang hitam, tetapi para ilmuwan memiliki nama untuk itu -keganjilan .

Lubang hitam yang berputar membelokkan ruang di sekitarnya secara berbeda dari lubang hitam yang diam.

Proses distorsi ini disebut "inersia frame drag" atau efek Lense-Thirring, dan ini mempengaruhi seperti apa tampilan lubang hitam dengan mendistorsi ruang, dan yang lebih penting, ruang-waktu di sekitarnya. Lubang hitam yang Anda lihat di film sudah cukupsangat dekat dengan konsep ilmiah.

• Spaceship Endurance menuju Gargantua - lubang hitam supermasif fiksi 100 juta kali massa matahari.
• Itu terletak 10 miliar tahun cahaya dari Bumi dan memiliki beberapa planet yang mengorbitnya. Gargantua berputar dengan kecepatan 99,8 persen dari kecepatan cahaya.
• Piringan akresi Garagantua mengandung gas dan debu pada suhu permukaan Matahari. Disk memasok planet Gargantua dengan cahaya dan panas.

Penampilan kompleks lubang hitam dalam film ini disebabkan oleh fakta bahwa gambar piringan akresi dibelokkan oleh lensa gravitasi. Dua busur muncul pada gambar: satu terbentuk di atas lubang hitam, dan yang lainnya di bawahnya.

lubang tahi lalat

Lubang cacing atau wormhole yang digunakan oleh kru di Interstellar adalah salah satu fenomena dalam film yang keberadaannya belum terbukti. Ini hipotetis, tetapi sangat nyaman dalam plot cerita fiksi ilmiah, di mana Anda harus mengatasi jarak ruang yang besar.

Lubang cacing hanyalah sejenis jalur terpendek melalui ruang angkasa. Setiap benda bermassa menciptakan lubang di ruang angkasa, yang berarti ruang dapat diregangkan, diubah bentuknya, dan bahkan dilipat.

Lubang cacing seperti lipatan dalam struktur ruang (dan waktu) yang menghubungkan dua wilayah yang sangat jauh, yang membantu penjelajah ruang angkasa. melakukan perjalanan jauh dalam waktu singkat.

Nama resmi untuk lubang cacing adalah "Jembatan Einstein-Rosen" karena pertama kali diusulkan oleh Albert Einstein dan rekannya Nathan Rosen pada tahun 1935.

• Dalam diagram 2D, mulut lubang cacing ditampilkan sebagai lingkaran. Namun, jika kita bisa melihat lubang cacing, itu akan terlihat seperti bola.
• Di permukaan bola, pemandangan ruang yang terdistorsi secara gravitasi dari sisi lain "liang" akan terlihat.
• Dimensi lubang cacing dalam film berdiameter 2 km dan jarak transfer 10 miliar tahun cahaya.

Dilatasi waktu gravitasi

Dilatasi waktu gravitasi adalah fenomena nyata diamati di bumi. Itu muncul karena waktu tentang. Ini berarti alirannya berbeda untuk berbagai sistem koordinat.

Ketika Anda berada di lingkungan gravitasi yang kuat, waktu berlalu lebih lambat untukmu dibandingkan dengan orang-orang di lingkungan gravitasi yang lemah.

Lubang Tahi Lalat. Apa itu "Lubang Cacing"?

Hipotetis "Wormhole", yang juga disebut "molehole" atau "wormhole" ( terjemahan literal Wormhole) adalah sejenis terowongan ruang-waktu yang memungkinkan suatu benda bergerak dari titik a ke titik b di alam semesta tidak dalam garis lurus, tetapi mengelilingi ruang angkasa. Jika lebih mudah, maka ambil selembar kertas, lipat menjadi dua dan tusuk, lubang yang dihasilkan akan menjadi lubang cacing yang sama.
. Jadi ada teori bahwa ruang di alam semesta secara kondisional dapat menjadi selembar kertas yang sama, perhatian, hanya disesuaikan untuk dimensi ketiga. Berbagai ilmuwan menyimpulkan hipotesis bahwa berkat lubang cacing perjalanan dalam ruang - waktu adalah mungkin. Tetapi pada saat yang sama, tidak ada yang tahu persis bahaya apa yang bisa ditimbulkan oleh lubang cacing dan apa yang sebenarnya bisa terjadi di sisi lain lubang cacing itu.

Teori lubang cacing.
Pada tahun 1935, fisikawan Albert Einstein dan Nathan Rosen, menggunakan teori relativitas umum, menyarankan bahwa ada "jembatan" khusus melintasi ruang-waktu di alam semesta. Jalur ini, yang disebut jembatan Einstein-Rosen (atau lubang cacing), menghubungkan dua titik yang sama sekali berbeda dalam ruang-waktu dengan secara teoritis menciptakan kelengkungan dalam ruang yang mempersingkat perjalanan dari satu titik ke titik lain.

Sekali lagi, hipotetis, setiap lubang cacing terdiri dari dua pintu masuk dan leher (yaitu terowongan yang sama. Dalam kasus ini, kemungkinan besar, pintu masuk di lubang cacing berbentuk bulat, dan leher dapat mewakili segmen ruang lurus dan yang berbentuk spiral.

Bepergian melalui lubang cacing.

Masalah pertama yang akan menghalangi kemungkinan perjalanan tersebut adalah ukuran lubang cacing. Diyakini bahwa lubang cacing pertama sangat ukuran kecil, sekitar 10-33 sentimeter, tetapi karena perluasan alam semesta, menjadi mungkin bahwa lubang cacing itu sendiri berkembang dan meningkat seiring dengan itu. Masalah lain dengan lubang cacing adalah stabilitasnya. Atau lebih tepatnya, ketidakstabilan.

Dijelaskan oleh teori Einstein-Rosen, lubang cacing tidak akan berguna untuk perjalanan ruang-waktu karena mereka runtuh (menutup) dengan sangat cepat.Tetapi penelitian yang lebih baru tentang masalah ini menyiratkan adanya "Materi Eksotis", yang memungkinkan lubang mempertahankan strukturnya untuk waktu yang lama. jangka waktu yang lebih lama.

Tetapi tetap saja ilmu teori percaya bahwa jika lubang cacing mengandung cukup banyak energi eksotis ini, yang muncul secara alami atau akan muncul secara artifisial, maka akan mungkin untuk mengirimkan informasi atau bahkan objek melalui ruang-waktu.

Hipotesis yang sama menunjukkan bahwa lubang cacing dapat menghubungkan tidak hanya dua titik dalam satu alam semesta, tetapi juga menjadi pintu masuk ke alam semesta lainnya. Beberapa ilmuwan percaya bahwa jika satu pintu masuk lubang cacing digerakkan dengan cara tertentu, maka perjalanan waktu akan mungkin terjadi. Tapi, misalnya, ahli kosmologi Inggris terkenal Stephen Hawking percaya bahwa penggunaan lubang cacing seperti itu tidak mungkin.

Namun, beberapa pikiran ilmiah bersikeras bahwa jika stabilisasi lubang cacing oleh materi eksotik memang mungkin, maka akan mungkin bagi orang untuk melakukan perjalanan dengan aman melalui lubang cacing tersebut. Dan karena masalah "Biasa", jika diinginkan dan perlu, portal semacam itu dapat didestabilisasi kembali.

Menurut teori relativitas, tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya. Jadi tidak ada yang bisa keluar dari ini medan gravitasi, memukulnya. Wilayah ruang yang tidak ada jalan keluarnya disebut lubang hitam. Batasnya ditentukan oleh lintasan sinar cahaya, yang pertama kali kehilangan kesempatan untuk keluar. Ini disebut cakrawala peristiwa lubang hitam. Contoh: melihat ke luar jendela, kita tidak melihat apa yang ada di balik cakrawala, dan pengamat kondisional tidak dapat memahami apa yang terjadi di dalam batas-batas bintang mati yang tidak terlihat.

Fisikawan telah menemukan tanda-tanda keberadaan alam semesta lain

Lagi

Ada lima jenis lubang hitam, tetapi lubang hitam bermassa bintang itulah yang menarik minat kita. Benda-benda seperti itu terbentuk pada tahap akhir kehidupan benda angkasa. Secara umum, kematian bintang dapat mengakibatkan hal-hal berikut:

1. Itu akan berubah menjadi bintang punah yang sangat padat, terdiri dari sejumlah elemen kimia - ini adalah katai putih;

2. Menjadi bintang neutron - memiliki perkiraan massa Matahari dan radius sekitar 10-20 kilometer, di dalamnya terdiri dari neutron dan partikel lain, dan di luarnya tertutup cangkang tipis tapi padat;

3. Ke dalam lubang hitam, tarikan gravitasi yang sangat besar sehingga dapat menyedot benda yang terbang dengan kecepatan cahaya.

Ketika supernova terjadi, yaitu "kelahiran kembali" sebuah bintang, sebuah lubang hitam terbentuk, yang hanya dapat dideteksi karena radiasi yang dipancarkan. Dialah yang mampu menghasilkan lubang cacing.

Jika kita membayangkan lubang hitam sebagai corong, maka objek, setelah jatuh ke dalamnya, kehilangan cakrawala peristiwa dan jatuh ke dalam. Jadi di mana lubang cacingnya? Itu terletak di corong yang persis sama, melekat pada terowongan lubang hitam, di mana pintu keluar menghadap ke luar. Para ilmuwan percaya bahwa ujung lain dari lubang cacing terhubung ke lubang putih (antipode dari lubang hitam, di mana tidak ada yang bisa jatuh).

Lubang Tahi Lalat. Lubang hitam Schwarzschild dan Reisner-Nordström

Lubang hitam Schwarzschild dapat dianggap sebagai lubang cacing yang tidak dapat ditembus. Adapun lubang hitam Reisner-Nordström, agak lebih rumit, tetapi juga tidak bisa dilewati. Namun, tidak sulit untuk menemukan dan menggambarkan lubang cacing empat dimensi di ruang angkasa yang dapat dilalui. Anda hanya perlu memilih jenis metrik yang Anda butuhkan. Tensor metrik, atau metrik, adalah kumpulan nilai yang dapat digunakan untuk menghitung interval empat dimensi yang ada di antara titik peristiwa. Himpunan kuantitas ini sepenuhnya mencirikan medan gravitasi dan geometri ruang-waktu. Lubang cacing yang dapat dilintasi secara geometris di luar angkasa bahkan lebih sederhana daripada lubang hitam. Mereka tidak memiliki cakrawala yang mengarah pada bencana alam dengan berlalunya waktu. PADA berbagai titik waktu bisa berlalu kecepatan yang berbeda, tetapi tidak boleh berhenti atau berakselerasi tanpa batas.

Pulsar: Faktor Suar

Intinya, pulsar adalah bintang neutron yang berputar cepat. Bintang neutron adalah inti yang sangat padat dari bintang mati yang tersisa dari ledakan supernova. Bintang neutron ini memiliki medan magnet yang kuat. Medan magnet ini sekitar satu triliun kali lebih kuat. Medan gaya Bumi. Medan magnet menyebabkan bintang neutron memancarkan gelombang radio yang kuat dan partikel radioaktif dari kutub utara dan selatannya. Partikel-partikel ini dapat mencakup berbagai radiasi, termasuk cahaya tampak.

Pulsar yang memancarkan sinar gamma yang kuat dikenal sebagai pulsar sinar gamma. Jika sebuah bintang neutron terletak dengan kutubnya menghadap Bumi, maka kita dapat melihat gelombang radio setiap saat begitu salah satu kutubnya jatuh ke pemendekan kita. Efek ini sangat mirip dengan efek mercusuar. Bagi pengamat yang diam, tampaknya cahaya suar yang berputar terus-menerus berkedip, lalu menghilang, lalu muncul lagi. Dengan cara yang sama, sebuah pulsar tampak berkedip saat kutub-kutubnya berputar relatif terhadap Bumi. Pulsar yang berbeda memancarkan pulsa pada kecepatan yang berbeda, tergantung pada ukuran dan massanya. bintang neutron. Terkadang pulsar bisa memiliki pendamping. Dalam beberapa kasus, dia dapat menarik temannya, yang membuatnya berputar lebih cepat. Pulsar tercepat dapat memancarkan lebih dari seratus pulsa per detik.

Sebuah "lubang cacing" hipotetis, yang juga disebut "lubang cacing" atau "lubang cacing" (terjemahan literal dari lubang cacing) adalah sejenis terowongan ruang-waktu yang memungkinkan sebuah objek untuk bergerak dari titik A ke titik B di Semesta bukan di a garis lurus, tetapi mengelilingi ruang. Jika lebih mudah, maka ambil selembar kertas, lipat menjadi dua dan tusuk, lubang yang dihasilkan akan menjadi lubang cacing yang sama. Jadi ada teori bahwa ruang di Alam Semesta secara kondisional dapat berupa lembaran kertas yang sama, hanya disesuaikan untuk dimensi ketiga. Berbagai ilmuwan menyimpulkan hipotesis bahwa berkat lubang cacing perjalanan dalam ruang-waktu adalah mungkin. Tetapi pada saat yang sama, tidak ada yang tahu persis bahaya apa yang bisa ditimbulkan oleh lubang cacing dan apa yang sebenarnya bisa terjadi di sisi lain lubang cacing itu.

Teori lubang cacing

Pada tahun 1935, fisikawan Albert Einstein dan Nathan Rosen, menggunakan teori relativitas umum, menyarankan bahwa ada "jembatan" khusus melintasi ruang-waktu di alam semesta. Jalur ini, yang disebut jembatan Einstein-Rosen (atau lubang cacing), menghubungkan dua titik yang sama sekali berbeda dalam ruang-waktu dengan secara teoritis menciptakan lengkungan di ruang angkasa yang mempersingkat perjalanan dari satu titik ke titik lainnya.

Sekali lagi, secara hipotetis, setiap lubang cacing terdiri dari dua pintu masuk dan sebuah leher (yaitu, terowongan yang sama). Dalam hal ini, kemungkinan besar, pintu masuk di lubang cacing berbentuk bulat, dan lehernya dapat mewakili segmen ruang lurus dan spiral.

Teori relativitas umum secara matematis membuktikan kemungkinan keberadaan lubang cacing, tetapi sejauh ini tidak ada satupun yang ditemukan oleh manusia. Kesulitan dalam mendeteksinya terletak pada kenyataan bahwa dugaan massa besar lubang cacing dan efek gravitasi hanya menyerap cahaya dan mencegahnya dipantulkan.

Beberapa hipotesis berdasarkan relativitas umum menunjukkan keberadaan lubang cacing, di mana lubang hitam memainkan peran masuk dan keluar. Tetapi perlu dipertimbangkan bahwa kemunculan lubang hitam itu sendiri, yang terbentuk dari ledakan bintang yang sekarat, sama sekali tidak menciptakan lubang cacing.

Perjalanan melalui lubang cacing

Dalam fiksi ilmiah, tidak jarang protagonis melakukan perjalanan melalui lubang cacing. Namun pada kenyataannya, perjalanan seperti itu jauh dari sesederhana yang ditampilkan dalam film dan diceritakan dalam sastra fantasi.

Masalah pertama yang akan menghalangi kemungkinan perjalanan tersebut adalah ukuran lubang cacing. Dipercayai bahwa lubang cacing pertama berukuran sangat kecil, pada urutan 10-33 sentimeter, tetapi karena perluasan Semesta, menjadi mungkin bahwa lubang cacing itu sendiri berkembang dan meningkat seiring dengan itu. Masalah lain dengan lubang cacing adalah stabilitasnya. Atau lebih tepatnya, ketidakstabilan.

Lubang cacing yang dijelaskan oleh teori Einstein-Rosen tidak akan berguna untuk perjalanan ruang-waktu karena mereka runtuh (menutup) dengan sangat cepat. Tetapi studi yang lebih baru tentang masalah ini menyiratkan adanya "materi eksotis" yang memungkinkan liang mempertahankan strukturnya untuk jangka waktu yang lebih lama.

Jangan bingung dengan materi hitam dan antimateri, materi eksotis ini terdiri dari energi kepadatan negatif dan tekanan negatif kolosal. Penyebutan materi seperti itu hanya ada dalam beberapa teori vakum dalam kerangka teori medan kuantum.

Namun ilmu teoretis percaya bahwa jika lubang cacing mengandung cukup energi eksotis ini, baik yang terjadi secara alami atau buatan, maka akan mungkin untuk mengirimkan informasi atau bahkan objek melalui ruang-waktu.

Hipotesis yang sama menunjukkan bahwa lubang cacing dapat menghubungkan tidak hanya dua titik dalam satu alam semesta, tetapi juga menjadi pintu masuk ke alam semesta lainnya. Beberapa ilmuwan percaya bahwa jika satu pintu masuk lubang cacing digerakkan dengan cara tertentu, maka perjalanan waktu akan mungkin terjadi. Tapi, misalnya, ahli kosmologi Inggris terkenal Stephen Hawking percaya bahwa penggunaan lubang cacing seperti itu tidak mungkin.

Namun demikian, beberapa pemikir ilmiah bersikeras bahwa jika stabilisasi lubang cacing dengan materi eksotik memang mungkin dilakukan, maka akan mungkin bagi orang untuk melakukan perjalanan dengan aman melalui lubang cacing tersebut. Dan karena masalah "biasa", jika diinginkan dan perlu, portal semacam itu dapat didestabilisasi kembali.

Sayangnya, teknologi umat manusia saat ini tidak cukup untuk membuat lubang cacing diperbesar dan distabilkan secara artifisial, seandainya mereka tetap ditemukan. Tetapi para ilmuwan terus mengeksplorasi konsep dan metode untuk puasa perjalanan luar angkasa dan mungkin suatu hari sains akan menemukan solusi yang tepat.

Video Wormhole: pintu melalui kaca yang terlihat

Penggemar sci-fi berharap bahwa suatu hari umat manusia akan dapat melakukan perjalanan ke alam semesta yang jauh melalui lubang cacing.

Lubang cacing adalah terowongan teoretis melalui ruang-waktu yang berpotensi memungkinkan perjalanan lebih cepat antara titik-titik yang jauh di ruang angkasa - dari satu galaksi ke galaksi lain, misalnya, seperti yang ditunjukkan dalam film Christopher Nolan "Interstellar", yang dirilis di bioskop di seluruh dunia. di awal bulan ini.

Sementara keberadaan lubang cacing dimungkinkan menurut teori relativitas umum Einstein, perjalanan eksotis seperti itu kemungkinan akan tetap ada di wilayah tersebut. fiksi ilmiah, kata ahli astrofisika terkenal Kip Thorne dari California Institut Teknologi di Pasadena, yang menjabat sebagai penasihat dan produser eksekutif di Interstellar.

"Intinya adalah, kita tidak tahu apa-apa tentang mereka," kata Thorne, yang merupakan salah satu pakar relativitas, lubang hitam, dan lubang cacing terkemuka di dunia. "Tapi ada sangat tanda-tanda kuat bahwa seseorang, menurut hukum fisika, tidak akan dapat melakukan perjalanan melalui mereka.

"Alasan utama ada hubungannya dengan ketidakstabilan lubang cacing," tambahnya. "Dinding lubang cacing runtuh begitu cepat sehingga tidak ada yang bisa menembusnya."

Menjaga lubang cacing tetap terbuka akan membutuhkan penggunaan sesuatu yang anti-gravitasi, yaitu energi negatif. energi negatif dibuat di lab menggunakan efek kuantum: satu area ruang menerima energi dari area lain di mana defisit terbentuk.

"Jadi secara teori itu mungkin," katanya. "Tapi kita tidak akan pernah merasa cukup energi negatif, yang akan mampu menjaga dinding lubang cacing tetap terbuka."

Juga, lubang cacing (jika ada) hampir pasti tidak dapat terbentuk secara alami. Artinya, mereka harus diciptakan dengan bantuan peradaban maju.

Inilah yang terjadi di "Antarbintang": Makhluk Misterius membangun lubang cacing di dekat Saturnus, memungkinkan sekelompok kecil perintis, yang dipimpin oleh mantan petani Cooper (diperankan oleh Matthew McConaughey), untuk berangkat mencari rumah baru bagi umat manusia, yang keberadaannya di Bumi terancam oleh kegagalan panen global.

Orang yang tertarik untuk menerima informasi tambahan tentang sains dalam film "Interstellar", yang membahas pertanyaan tentang perlambatan gravitasi dan menggambarkan beberapa planet asing yang mengorbit dengan jarak yang dekat, Anda dapat membaca buku baru Duri, yang secara tegas disebut "Ilmu dari Antarbintang".

Dimana lubang cacingnya. Lubang cacing dalam relativitas umum

(GR) memungkinkan keberadaan terowongan seperti itu, meskipun untuk keberadaan lubang cacing yang dapat dilalui perlu diisi dengan yang negatif, yang menciptakan tolakan gravitasi yang kuat dan mencegah lubang runtuh. Solusi jenis lubang cacing muncul di berbagai pilihan, meskipun sampai studi penuh pertanyaannya masih sangat jauh.

Daerah di dekat bagian tersempit dari sarang tikus tanah disebut "tenggorokan". Lubang cacing dibagi menjadi "intra-semesta" dan "antar-alam semesta", tergantung pada apakah mungkin untuk menghubungkan inputnya dengan kurva yang tidak melewati leher.

Ada juga gundukan tanah yang bisa dilewati (traversable) dan tidak bisa dilewati. Yang terakhir termasuk terowongan yang terlalu cepat bagi pengamat atau sinyal (memiliki kecepatan tidak lebih dari kecepatan cahaya) untuk berpindah dari satu pintu masuk ke pintu masuk lainnya. Contoh klasik gundukan tanah yang tidak bisa dilewati - masuk, dan lumayan -.

Lubang cacing intraworld yang dapat dilalui memberikan kemungkinan hipotetis jika, misalnya, salah satu pintu masuknya bergerak relatif terhadap yang lain, atau jika berada di pintu masuk yang kuat di mana perjalanan waktu melambat. Juga, lubang cacing secara hipotetis dapat menciptakan peluang untuk perjalanan antarbintang, dan dalam kapasitas ini, gundukan tanah sering ditemukan.

Lubang cacing luar angkasa. Melalui "mollehills" - ke bintang-bintang?

Sayangnya, penggunaan praktis "lubang cacing" untuk menjangkau jarak jauh benda luar angkasa belum ada pembicaraan. Properti mereka, varietas, tempat kemungkinan lokasi masih diketahui hanya secara teoritis - meskipun, Anda tahu, ini sudah cukup banyak. Lagi pula, kita memiliki banyak contoh bagaimana konstruksi teoretis yang tampaknya murni spekulatif menyebabkan munculnya teknologi baru yang secara radikal mengubah kehidupan umat manusia. Energi nuklir, komputer, komunikasi seluler, rekayasa genetika ... tetapi Anda tidak pernah tahu apa lagi?
Sementara itu, berikut ini dikenal tentang "lubang cacing", atau "lubang cacing". Pada tahun 1935, Albert Einstein dan fisikawan Amerika-Israel Nathan Rosen mengusulkan adanya semacam terowongan yang menghubungkan berbagai wilayah terpencil di luar angkasa. Pada saat itu, mereka belum disebut "lubang cacing", atau "lubang tahi lalat", tetapi hanya - "Jembatan Einstein-Rosen". Karena jembatan semacam itu membutuhkan kelengkungan ruang yang sangat kuat untuk terbentuk, masa pakainya sangat singkat. Tidak seorang pun dan tidak ada yang punya waktu untuk "berlari" di atas jembatan seperti itu - di bawah pengaruh gravitasi, jembatan itu segera "runtuh".
Dan karena itu, tetap sama sekali tidak berguna dalam arti praktis, meskipun konsekuensi lucu dari teori relativitas umum.
Namun, kemudian ada gagasan bahwa beberapa terowongan interdimensional cukup ada lama- asalkan diisi dengan beberapa materi eksotis dengan kepadatan energi negatif. Materi seperti itu akan menciptakan tolakan gravitasi alih-alih daya tarik dan dengan demikian mencegah saluran dari "runtuh". Kemudian nama "lubang cacing" muncul. Omong-omong, para ilmuwan kami lebih suka nama "molehill" atau "wormhole": artinya sama, tetapi kedengarannya jauh lebih bagus ...
Fisikawan Amerika John Archibald Wheeler (1911-2008), mengembangkan teori "lubang cacing", menyarankan bahwa mereka ditembus Medan listrik; Lebih-lebih lagi, muatan listrik itu sendiri sebenarnya adalah leher dari "lubang cacing" mikroskopis. Akademisi astrofisikawan Rusia Nikolai Semyonovich Kardashev percaya bahwa "lubang cacing" dapat mencapai ukuran raksasa dan bahwa di pusat Galaksi kita tidak ada lubang hitam besar sama sekali, tetapi mulut dari "lubang" semacam itu.
Kepentingan praktis untuk pelancong ruang angkasa masa depan akan menjadi "lubang cacing", yang disimpan dalam keadaan stabil untuk waktu yang cukup lama dan, terlebih lagi, cocok untuk pesawat ruang angkasa untuk melewati mereka.
Orang Amerika Kip Thorne dan Michael Morris menciptakan model teoretis saluran semacam itu. Namun, stabilitas mereka dijamin oleh "materi eksotis", yang tidak ada yang benar-benar diketahui dan yang, mungkin, lebih baik bagi teknologi duniawi untuk tidak ikut campur.
Tetapi ahli teori Rusia Sergei Krasnikov dari Observatorium Pulkovo dan Sergey Sushkov dari Universitas Federal Kazan mengemukakan gagasan bahwa stabilitas lubang cacing dapat dicapai tanpa kepadatan energi negatif, tetapi hanya karena polarisasi vakum di "lubang" (yang disebut mekanisme Sushkov).
Secara umum, sekarang ada serangkaian teori "lubang cacing" (atau, jika Anda suka, "lubang cacing"). Klasifikasi yang sangat umum dan spekulatif membaginya menjadi "bisa dilewati" - stabil, Morris - lubang cacing Thorn, dan jembatan Einstein - Rosen yang tidak bisa dilewati. Selain itu, skala lubang cacing bervariasi - dari mikroskopis hingga raksasa, ukurannya sebanding dengan "lubang hitam" galaksi. Dan, akhirnya, sesuai dengan tujuannya: "intra-semesta", menghubungkan tempat-tempat berbeda dari Semesta melengkung yang sama, dan "antar-dunia" (antar-alam semesta), memungkinkan Anda masuk ke kontinum ruang-waktu lain.

Gravitasi [Dari bola kristal ke lubang cacing] Petrov Alexander Nikolaevich

Lubang cacing

Lubang cacing

Tikus tanah baru-baru ini menggali galeri panjang baru di bawah tanah dari tempat tinggalnya ke pintu tikus lapangan, dan membiarkan tikus dan gadis itu berjalan di galeri ini selama mereka suka.

Hans Christian Andersen "Thumbelina"

Ide lubang cacing milik Albert Einstein dan Nathan Rosen (1909-1995). Pada tahun 1935 mereka menunjukkan bahwa relativitas umum memungkinkan apa yang disebut "jembatan" - lorong-lorong di ruang angkasa di mana seseorang dapat, tampaknya, jauh lebih cepat daripada dengan cara biasa untuk berpindah dari satu bagian ruang ke bagian lain, atau dari satu alam semesta ke alam semesta lainnya. Tetapi "jembatan" Einstein - Rosen adalah objek dinamis, setelah pengamat menembus ke dalamnya, outputnya dikompresi.

Apakah mungkin untuk membalikkan kompresi? Ternyata Anda bisa. Untuk melakukan ini, perlu mengisi ruang "jembatan" dengan zat khusus yang mencegah kompresi. "Jembatan" semacam itu disebut lubang cacing, dalam versi bahasa Inggris - lubang cacing(lubang cacing).

spesial bahan lubang cacing dan biasa berbeda karena mereka "menembus" ruang-waktu dengan cara yang berbeda. Dalam kasus materi biasa, kelengkungannya (positif) menyerupai bagian dari permukaan bola, dan dalam kasus materi khusus, kelengkungan (negatif) sesuai dengan bentuk permukaan pelana. pada gambar. 8.6 secara skematis mewakili ruang 2 dimensi dari kelengkungan negatif, nol (datar) dan positif. Oleh karena itu, untuk deformasi ruang-waktu, yang tidak akan membuat lubang cacing menyusut, diperlukan materi eksotik, yang menciptakan gaya tolak-menolak. Hukum fisika klasik (bukan kuantum) mengecualikan keadaan materi seperti itu, tetapi hukum kuantum, lebih fleksibel, memungkinkan. Materi eksotis mencegah pembentukan cakrawala peristiwa. Dan kurangnya cakrawala berarti Anda tidak hanya bisa jatuh ke lubang cacing, tetapi juga kembali. Tidak adanya cakrawala peristiwa juga mengarah pada fakta bahwa pelancong, penggemar lubang cacing, selalu tersedia untuk teleskop pengamat eksternal, dan kontak radio dapat dipertahankan dengannya.

Beras. 8.6. Permukaan dua dimensi dengan kelengkungan yang berbeda

Jika kita membayangkan bagaimana lubang hitam terbentuk, lalu bagaimana "lubang cacing" tercipta di era modern dan apakah mereka diciptakan sama sekali tidak jelas. Di sisi lain, sekarang ada pendapat yang hampir diterima secara umum bahwa pada tahap awal perkembangan Semesta ada banyak lubang cacing. Diasumsikan bahwa sebelumnya dentuman Besar(yang akan kita bahas di bab berikutnya), sebelum ekspansi, Semesta adalah buih ruang-waktu dengan fluktuasi kelengkungan yang sangat besar, bercampur dengan medan skalar. Sel-sel busa saling berhubungan. Dan setelah Big Bang, sel-sel ini dapat tetap terhubung, yang mungkin merupakan lubang cacing di era kita. Jenis model ini dibahas dalam publikasi Wheeler pada pertengahan 1950-an.

Beras. 8.7, Lubang cacing di alam semesta tertutup

Jadi, ada kemungkinan mendasar untuk memasuki lubang cacing dan keluar di titik lain di alam semesta atau di alam semesta lain (Gbr. 8.7). Jika menggunakan cukup teleskop yang kuat melihat melalui leher di dalam lubang cacing, Anda dapat melihat cahaya masa lalu yang jauh dan belajar tentang peristiwa yang terjadi beberapa miliar tahun yang lalu. Memang, sinyal dari tempat pengamatan bisa berkeliaran di alam semesta untuk waktu yang lama untuk sisi sebaliknya masuk lubang cacing dan keluar di titik pengamatan. Dan jika lubang cacing benar-benar muncul bersamaan dengan kelahiran Semesta, maka di terowongan seperti itu Anda dapat melihat masa lalu yang paling jauh.

Dari posisi perjalanan waktu, dua ilmuwan terkenal, ahli yang diakui dalam studi lubang hitam, Kip Thorne dari Institut Teknologi California dan Igor Novikov dari Pusat Astrospace Institut Fisik Lebedev, menerbitkan serangkaian makalah. pada awal 1980-an membela kemungkinan mendasar untuk menciptakan mesin waktu.

Namun, jika seseorang memikirkan novel fantasi tentang hal ini, masing-masing menyatakan bahwa perjalanan waktu cenderung merusak. Dalam teori yang serius, ternyata tidak ada tindakan destruktif dengan bantuan mesin waktu Thorn dan Novikov yang mustahil. Hubungan sebab-akibat tidak dilanggar, semua peristiwa terjadi sedemikian rupa sehingga tidak dapat diubah - pasti akan ada penghalang yang akan mencegah penjelajah waktu membunuh "Kupu-Kupu Bradbury".

Pintu masuk ke lubang cacing bisa menjadi yang paling ukuran yang berbeda, tidak ada batasan - dari skala kosmik hingga ukuran, secara harfiah, butiran pasir. Karena lubang cacing adalah sejenis lubang hitam, Anda tidak boleh mencari dimensi tambahan dalam strukturnya. Jika ini adalah perpindahan di suatu tempat, maka dalam bahasa geometri itu adalah topologi yang kompleks. Mari kita mengajukan pertanyaan. Bagaimana cara menemukan lubang cacing? Sekali lagi, ingat bahwa ini adalah kerabat lubang hitam, maka di dekat ruang-waktu harus melengkung kuat. Manifestasi (dapat diamati dan tidak dapat diamati) dari kelengkungan seperti itu telah dibahas di atas. Namun, model lubang cacing dimungkinkan karena tidak ada kelengkungan lokal. Mendekati "lubang" seperti itu, pengamat tidak akan mengalami apa-apa, tetapi jika dia tersandung, dia akan jatuh seolah-olah dari tebing. Tetapi model seperti itu paling tidak disukai, berbagai kontradiksi dan berlebihan muncul.

Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan kami - Nikolai Kardashev, Igor Novikov dan Alexander Shatsky - sampai pada kesimpulan bahwa sifat materi eksotis yang mendukung lubang cacing sangat mirip dengan sifat medan magnet atau listrik. Sebagai hasil penelitian, ternyata pintu masuk terowongan akan sangat mirip dengan monopole magnetik, yaitu magnet dengan satu kutub. Dalam kasus lubang cacing, tidak ada monopole nyata: satu leher lubang cacing memiliki medan magnet satu tanda, dan yang lain memiliki tanda yang berbeda, hanya leher kedua yang bisa berada di alam semesta lain. Dengan satu atau lain cara, tetapi monopol magnetik di ruang angkasa belum ditemukan sejauh ini, meskipun pencarian mereka sedang berlangsung. Tapi mereka sebenarnya mencari partikel elementer dengan sifat seperti itu. Dalam kasus lubang cacing, perlu untuk mencari monopol magnetik besar.

Salah satu tugas observatorium internasional "RadioAstron" yang baru-baru ini diluncurkan adalah pencarian monopole semacam itu. Inilah yang dikatakan manajer proyek Nikolai Kardashev dalam salah satu wawancaranya:

“Dengan observatorium ini, kita akan melihat ke dalam lubang hitam dan melihat apakah itu lubang cacing. Jika ternyata kita hanya melihat awan gas yang lewat dan mengamati berbagai efek yang terkait dengan gravitasi lubang hitam, misalnya kelengkungan lintasan cahaya, maka ini akan menjadi lubang hitam. Jika kita melihat gelombang radio datang dari dalam, akan jelas bahwa ini bukanlah lubang hitam, melainkan lubang cacing. Mari kita buat gambar medan magnet menggunakan efek Faraday. Sejauh ini, ini tidak memiliki izin teleskop berbasis darat. Dan jika ternyata medan magnet sesuai dengan monopole, maka ini hampir pasti "lubang cacing". Tapi pertama-tama Anda perlu melihat.

…Pertama, kami mengusulkan untuk menyelidiki lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita dan di dekatnya. Bagi kita, ini adalah objek yang sangat kompak dengan massa 3 juta massa matahari. Kami pikir itu lubang hitam, tapi bisa juga lubang cacing. Ada objek yang lebih megah lagi. Secara khusus, di pusat yang paling dekat dengan kita dari galaksi besar M 87 di konstelasi Virgo adalah lubang hitam dengan massa 3 miliar matahari. Objek-objek ini termasuk yang paling penting untuk penelitian RadioAstronom. Tapi tidak hanya mereka. Ada, misalnya, beberapa pulsar yang mungkin merupakan dua pintu masuk ke "lubang cacing" yang sama. Dan jenis objek ketiga - semburan radiasi gamma, di tempatnya juga ada emisi optik dan radio jangka pendek. Kami mengamati mereka dari waktu ke waktu bahkan pada jarak yang sangat jauh - seperti untuk galaksi yang terlihat paling jauh. Mereka sangat kuat, dan kita belum sepenuhnya memahami apa itu. Secara umum, katalog seribu objek untuk observasi sekarang telah disiapkan.”

lubang cacing - 1) ahli astrofisika. Konsep yang paling penting astrofisika modern dan kosmologi praktis. "Wormhole", atau "molehole", adalah jalur trans-spasial yang menghubungkan lubang hitam dan lubang putih yang sesuai.

"Lubang cacing" astrofisika menembus ruang yang terlipat dalam dimensi tambahan dan memungkinkan Anda untuk bergerak melalui dunia nyata. jalan pintas antara sistem bintang.

Studi yang dilakukan menggunakan teleskop yang mengorbit Hubble menunjukkan bahwa setiap lubang hitam adalah pintu masuk ke "lubang cacing" (lihat HUKUM Hubble). Salah satu lubang terbesar terletak di pusat galaksi kita. Secara teoritis telah ditunjukkan (1993) bahwa dari lubang pusat inilah Tata Surya berasal.

Menurut konsep modern, bagian Alam Semesta yang dapat diamati secara harfiah semuanya penuh dengan "lubang cacing" yang bergerak "bolak-balik." Banyak astrofisikawan terkemuka percaya bahwa perjalanan melalui "lubang cacing" adalah masa depan astronotika antarbintang. "

Kita semua terbiasa dengan kenyataan bahwa masa lalu tidak dapat dikembalikan, meskipun terkadang kita sangat menginginkannya. Penulis fiksi ilmiah telah melukis selama lebih dari satu abad berbeda jenis insiden yang muncul karena kemampuan untuk melakukan perjalanan melalui waktu dan mempengaruhi jalannya sejarah. Selain itu, topik ini menjadi sangat panas sehingga pada akhir abad terakhir, bahkan fisikawan yang jauh dari dongeng mulai serius mencari solusi untuk persamaan yang menggambarkan dunia kita, yang memungkinkan pembuatan mesin waktu dan dalam sekejap. mata untuk mengatasi setiap ruang dan waktu.

Novel fantasi menggambarkan keseluruhan jaringan transportasi menghubungkan sistem bintang dan era sejarah. Saya melangkah ke bilik bergaya, katakanlah, sebagai bilik telepon, dan berakhir di suatu tempat di Nebula Andromeda atau di Bumi, tetapi - mengunjungi tyrannosaurus yang sudah lama punah.

Karakter karya-karya semacam itu terus-menerus menggunakan transportasi nol dari mesin waktu, portal, dan perangkat nyaman serupa.

Namun, penggemar fiksi ilmiah merasakan perjalanan seperti itu tanpa banyak keraguan - Anda tidak pernah tahu apa yang bisa dibayangkan, merujuk implementasi penemuan ke masa depan yang tidak pasti atau ke wawasan seorang jenius yang tidak dikenal. Jauh lebih mengejutkan adalah fakta bahwa mesin waktu dan terowongan di ruang angkasa dibahas secara serius sebagai hipotesis dalam artikel tentang fisika teoretis, di halaman publikasi ilmiah paling terkemuka.

Jawabannya terletak pada kenyataan bahwa, menurut teori gravitasi Einstein - teori relativitas umum (GR), ruang-waktu empat dimensi tempat kita hidup melengkung, dan gravitasi, yang akrab bagi semua orang, adalah manifestasi dari itu. lengkungan.

Materi "membungkuk", melengkungkan ruang di sekitarnya, dan semakin padat, semakin kuat lengkungannya.

Banyak sekali teori alternatif gravitasi, yang jumlahnya mencapai ratusan, berbeda dari relativitas umum secara rinci, mempertahankan hal utama - gagasan kelengkungan ruang-waktu. Dan jika ruang melengkung, lalu mengapa tidak mengambil, misalnya, bentuk pipa, daerah hubungan arus pendek yang dipisahkan oleh ratusan ribu tahun cahaya, atau, katakanlah, era yang saling berjauhan - lagipula kita sedang berbicara bukan hanya tentang ruang, tapi tentang ruang-waktu?

Ingat, keluarga Strugatsky (yang juga, omong-omong, menggunakan transportasi nol): "Saya benar-benar tidak mengerti mengapa bangsawan tidak harus ..." - yah, katakanlah, tidak terbang ke abad XXXII? ...

Lubang cacing atau lubang hitam?

Pikiran tentang kelengkungan ruang-waktu kita yang begitu kuat muncul segera setelah munculnya relativitas umum - sudah pada tahun 1916, fisikawan Austria L. Flamm membahas kemungkinan keberadaan geometri spasial dalam bentuk semacam lubang yang menghubungkan dua dunia . Pada tahun 1935, A. Einstein dan matematikawan N. Rosen menarik perhatian pada fakta bahwa solusi paling sederhana dari persamaan GR, yang menggambarkan sumber medan gravitasi yang terisolasi, netral atau bermuatan listrik, memiliki struktur spasial "jembatan" yang hampir mulus menghubungkan dua alam semesta - dua identik, hampir datar, ruang-waktu.

Dari jenis seperti itu struktur spasial kemudian mereka disebut "lubang cacing" (terjemahan yang cukup bebas dari kata bahasa Inggris "lubang cacing" - "lubang cacing").

Einstein dan Rosen bahkan mempertimbangkan untuk menggunakan "jembatan" seperti itu untuk menggambarkan partikel dasar. Memang, partikel dalam hal ini adalah formasi spasial murni, jadi tidak perlu secara khusus memodelkan sumber massa atau muatan, dan dengan dimensi mikroskopis lubang cacing, pengamat eksternal yang jauh yang terletak di salah satu ruang hanya melihat sumber titik dengan massa dan muatan tertentu.

Garis gaya listrik memasuki lubang dari satu sisi dan keluar dari sisi lain, tanpa awal atau akhir di mana pun.

Dengan ekspresi fisikawan Amerika J. Wheeler, ternyata "massa tanpa massa, muatan tanpa muatan". Dan dalam hal ini, sama sekali tidak perlu untuk percaya bahwa jembatan menghubungkan dua alam semesta yang berbeda - asumsi bahwa kedua "mulut" lubang cacing terbuka ke alam semesta yang sama, tetapi pada titik yang berbeda dan pada titik yang berbeda, tidak lebih buruk. waktu yang berbeda- sesuatu seperti "pegangan" berongga, dijahit ke dunia yang hampir rata.

Satu mulut di mana garis kekuatan masuk dapat dilihat sebagai muatan negatif(misalnya, elektron), yang lain dari mana mereka keluar - sebagai positif (positron), massa akan sama di kedua sisi.

Terlepas dari daya tarik gambar seperti itu, itu (karena berbagai alasan) tidak berakar dalam fisika partikel elementer. Sulit untuk menghubungkan sifat kuantum dengan "jembatan" Einstein - Rosen, dan tanpa mereka tidak ada yang bisa dilakukan dalam mikrokosmos.

Pada nilai yang diketahui massa dan muatan partikel (elektron atau proton), jembatan Einstein-Rosen tidak terbentuk sama sekali, sebaliknya, solusi "listrik" memprediksi apa yang disebut singularitas "telanjang" - titik di mana kelengkungan ruang dan listrik lapangan menjadi tak terbatas. Konsep ruang-waktu, bahkan jika melengkung, kehilangan maknanya pada titik-titik tersebut, karena tidak mungkin menyelesaikan persamaan dengan suku-suku tak hingga. Relativitas umum itu sendiri cukup jelas menyatakan di mana tepatnya ia berhenti bekerja. Mari kita ingat kata-kata yang diucapkan di atas: "nyambung hampir mulus ...". Ini "hampir" mengacu pada cacat utama "jembatan" Einstein - Rosen - pelanggaran kehalusan di bagian tersempit dari "jembatan", di leher.

Dan pelanggaran ini, harus dikatakan, sangat tidak sepele: pada leher seperti itu, dari sudut pandang pengamat yang jauh, waktu berhenti...

Dalam istilah modern, apa yang Einstein dan Rosen lihat sebagai tenggorokan (yaitu, titik tersempit dari "jembatan") sebenarnya tidak lebih dari cakrawala peristiwa lubang hitam (netral atau bermuatan).

Apalagi dengan pihak yang berbeda partikel atau sinar "jembatan" jatuh pada "bagian" cakrawala yang berbeda, dan di antara, relatif berbicara, bagian kanan dan kiri cakrawala ada area non-statis khusus, tanpa mengatasi yang tidak mungkin untuk melewati lubang .

Untuk pengamat jauh, sebuah pesawat ruang angkasa yang mendekati cakrawala lubang hitam yang cukup besar (dibandingkan dengan kapal) tampaknya membeku selamanya, dan sinyal darinya semakin jarang mencapai. Sebaliknya, oleh jam kapal cakrawala dicapai dalam waktu yang terbatas.

Setelah melewati cakrawala, kapal (partikel atau sinar cahaya) segera tak terelakkan bersandar pada singularitas - di mana kelengkungan menjadi tak terbatas dan di mana (masih dalam perjalanan) setiap benda yang diperpanjang pasti akan hancur dan terkoyak.

Takova kenyataan pahit struktur internal lubang hitam. Solusi Schwarzschild dan Reisner-Nordstrom yang menggambarkan lubang hitam netral dan bermuatan listrik simetris bola diperoleh pada tahun 1916-1917, tetapi fisikawan sepenuhnya memahami geometri kompleks ruang-ruang ini hanya pada pergantian tahun 1950-an-1960-an. Omong-omong, saat itulah John Archibald Wheeler, yang dikenal karena karyanya di fisika nuklir dan teori gravitasi, mengusulkan istilah "lubang hitam" dan "lubang cacing".

Ternyata, memang ada lubang cacing di ruang Schwarzschild dan Reisner-Nordström. Dari sudut pandang pengamat jauh, mereka tidak sepenuhnya terlihat, seperti lubang hitam itu sendiri, dan sama abadinya. Tetapi bagi seorang musafir yang berani menembus cakrawala, lubang itu runtuh begitu cepat sehingga tidak ada kapal, partikel besar, atau bahkan seberkas cahaya yang akan terbang melewatinya.

Agar, melewati singularitas, untuk menerobos "ke cahaya Tuhan" - ke mulut lubang yang lain, perlu untuk bergerak lebih cepat daripada cahaya. Dan fisikawan saat ini percaya bahwa kecepatan superluminal dari pergerakan materi dan energi pada prinsipnya tidak mungkin.

Lubang cacing dan putaran waktu

Jadi, lubang hitam Schwarzschild bisa dianggap sebagai lubang cacing yang tidak bisa ditembus. Lubang hitam Reisner-Nordstrom lebih rumit, tetapi juga tidak dapat dilewati.

Namun, tidak begitu sulit untuk menemukan dan menggambarkan lubang cacing empat dimensi yang dapat dilalui, memilih jenis metrik yang diinginkan (metrik, atau tensor metrik, adalah sekumpulan besaran yang digunakan untuk menghitung jarak empat dimensi-interval antara titik peristiwa, yang sepenuhnya mencirikan geometri ruang-waktu, dan medan gravitasi). Lubang cacing yang dapat dilalui, secara umum, secara geometris bahkan lebih sederhana daripada lubang hitam: seharusnya tidak ada cakrawala yang mengarah ke bencana alam dengan berlalunya waktu.

Waktu pada titik yang berbeda, tentu saja, dapat berjalan dengan kecepatan yang berbeda - tetapi tidak boleh dipercepat atau berhenti tanpa batas.

Harus dikatakan bahwa berbagai lubang hitam dan lubang cacing adalah objek mikro yang sangat menarik yang muncul dengan sendirinya sebagai fluktuasi kuantum medan gravitasi (dengan panjang 10-33 cm), di mana, menurut perkiraan yang ada, konsep ruang-waktu klasik yang mulus tidak berlaku lagi.

Pada skala seperti itu, harus ada sesuatu yang mirip dengan air atau busa sabun dalam aliran yang bergejolak, terus-menerus "bernapas" karena pembentukan dan runtuhnya gelembung kecil. Alih-alih tenang ruang kosong kita memiliki lubang hitam mini dan lubang cacing dengan konfigurasi paling aneh dan saling terkait yang muncul dan menghilang dengan kecepatan yang luar biasa. Dimensi mereka sangat kecil - berkali-kali lebih kecil inti atom intinya jam berapa planet yang lebih kecil Bumi. Belum ada deskripsi yang tepat tentang busa ruang-waktu, karena teori gravitasi kuantum yang konsisten belum diciptakan, tetapi dalam umumnya gambar yang dijelaskan mengikuti prinsip-prinsip dasar teori fisika dan tidak mungkin berubah.

Namun, dari sudut pandang perjalanan antarbintang dan antarwaktu, lubang cacing dengan ukuran yang sangat berbeda diperlukan: "Saya ingin" sebuah pesawat ruang angkasa dengan ukuran yang wajar atau setidaknya sebuah tangki untuk melewati leher tanpa kerusakan (akan tidak nyaman di antara tyrannosaurus tanpa itu, kan?).

Oleh karena itu, untuk memulainya, perlu diperoleh solusi persamaan gravitasi berupa traversable wormhole berdimensi makroskopik. Dan jika kita berasumsi bahwa lubang seperti itu telah muncul, dan sisa ruang-waktu hampir datar, maka pertimbangkan bahwa ada segalanya - lubang bisa menjadi mesin waktu, terowongan intergalaksi, dan bahkan akselerator.

Terlepas dari di mana dan kapan salah satu mulut lubang cacing berada, yang kedua bisa berada di mana saja di ruang angkasa dan kapan saja - di masa lalu atau di masa depan.

Selain itu, mulut dapat bergerak dengan kecepatan berapa pun (dalam batas cahaya) sehubungan dengan benda-benda di sekitarnya - ini tidak akan mencegah jalan keluar dari lubang ke ruang Minkowski (hampir) datar.

Ia dikenal sangat simetris dan terlihat sama di semua titiknya, ke segala arah, dan ke segala arah sistem inersia tidak peduli seberapa cepat mereka bergerak.

Tapi, di sisi lain, dengan asumsi adanya mesin waktu, kita langsung dihadapkan pada seluruh "karangan" paradoks seperti - terbang ke masa lalu dan "membunuh kakek dengan sekop" sebelum kakek bisa menjadi ayah. Normal kewajaran menunjukkan bahwa ini, kemungkinan besar, tidak mungkin. Dan jika teori fisika mengklaim untuk menggambarkan realitas, itu harus mengandung mekanisme yang melarang pembentukan "putaran waktu" semacam itu, atau setidaknya membuatnya sangat sulit untuk dibentuk.

GR, tidak diragukan lagi, mengklaim untuk menggambarkan realitas. Banyak solusi telah ditemukan di dalamnya yang menggambarkan ruang dengan loop waktu tertutup, tetapi sebagai aturan, karena satu dan lain alasan, mereka diakui sebagai tidak realistis atau, katakanlah, "tidak berbahaya".

Ya, sangat solusi menarik Persamaan Einstein ditunjukkan oleh matematikawan Austria K. Godel: ini adalah alam semesta stasioner yang homogen, berputar secara keseluruhan. Ini berisi lintasan tertutup, perjalanan di mana Anda dapat kembali tidak hanya ke titik awal di ruang angkasa, tetapi juga ke titik awal waktu. Namun, perhitungan menunjukkan bahwa panjang waktu minimum loop seperti itu jauh lebih lama daripada masa hidup Semesta.

Lubang cacing yang dapat dilalui, dianggap sebagai "jembatan" antara alam semesta yang berbeda, bersifat sementara (seperti yang kami katakan) untuk mengasumsikan bahwa kedua mulut terbuka ke alam semesta yang sama, karena loop segera muncul. Lalu apa, dari sudut pandang relativitas umum, yang menghalangi pembentukan mereka - menurut paling sedikit, pada skala makroskopik dan kosmik?

Jawabannya sederhana: struktur persamaan Einstein. Di sisi kirinya ada jumlah yang mencirikan geometri ruang-waktu, dan di sebelah kanan - yang disebut tensor momentum energi, yang berisi informasi tentang kerapatan energi materi dan berbagai bidang, tentang tekanannya dalam arah yang berbeda, tentang distribusi mereka dalam ruang dan tentang keadaan gerak.

Seseorang dapat "membaca" persamaan Einstein dari kanan ke kiri, menyatakan bahwa persamaan tersebut digunakan oleh materi untuk "memberi tahu" ruang bagaimana cara melengkung. Tetapi itu juga mungkin - dari kiri ke kanan, maka interpretasinya akan berbeda: geometri menentukan sifat-sifat materi, yang dapat menyediakannya, geometri, keberadaan.

Jadi, jika kita membutuhkan geometri lubang cacing, kita akan menggantinya ke persamaan Einstein, menganalisis dan mencari tahu jenis materi apa yang diperlukan. Ternyata sangat aneh dan belum pernah terjadi sebelumnya, itu disebut "materi eksotis". Jadi, untuk membuat lubang cacing paling sederhana (simetris bola), kepadatan energi dan tekanan dalam arah radial harus dijumlahkan dengan nilai negatif. Apakah perlu untuk mengatakan bahwa untuk jenis materi biasa (dan juga untuk banyak medan fisik yang diketahui) kedua besaran ini positif?..

Alam, seperti yang kita lihat, memang telah menjadi penghalang serius bagi munculnya lubang cacing. Tetapi begitulah cara seseorang bekerja, dan para ilmuwan tidak terkecuali: jika penghalang itu ada, akan selalu ada orang yang ingin mengatasinya ...

Karya para ahli teori yang tertarik pada lubang cacing dapat secara kondisional dibagi menjadi dua arah yang saling melengkapi. Yang pertama, dengan asumsi terlebih dahulu keberadaan lubang cacing, mempertimbangkan konsekuensi yang muncul, yang kedua mencoba untuk menentukan bagaimana dan dari lubang cacing apa yang dapat dibangun, dalam kondisi apa mereka muncul atau dapat muncul.

Dalam karya-karya arah pertama, misalnya, pertanyaan seperti itu dibahas.

Misalkan kita memiliki lubang cacing yang kita miliki, yang dapat dilewati seseorang dalam hitungan detik, dan biarkan dua mulutnya yang berbentuk corong "A" dan "B" terletak berdekatan satu sama lain di ruang angkasa. Apakah mungkin untuk mengubah lubang seperti itu menjadi mesin waktu?

Fisikawan Amerika Kip Thorne dan rekan-rekannya menunjukkan bagaimana melakukan ini: idenya adalah membiarkan salah satu mulut, "A", di tempatnya, dan yang lainnya, "B" (yang seharusnya berperilaku seperti benda besar biasa), untuk membubarkan diri dengan kecepatan yang sebanding dengan kecepatan cahaya, dan kemudian kembali ke belakang dan mengerem di dekat "A". Kemudian, karena efek SRT (perlambatan waktu pada benda yang bergerak dibandingkan dengan benda yang diam), lebih sedikit waktu yang akan berlalu untuk mulut "B" daripada untuk mulut "A". Selain itu, semakin besar kecepatan dan durasi perjalanan mulut "B", semakin besar perbedaan waktu di antara mereka.

Ini, pada kenyataannya, adalah "paradoks kembar" yang sama yang dikenal oleh para ilmuwan: seorang kembar yang kembali dari penerbangan ke bintang-bintang ternyata lebih muda dari saudara laki-lakinya yang serumah ... Biarkan perbedaan waktu antara mulut, karena Misalnya, setengah tahun.

Kemudian, duduk di dekat mulut "A" di tengah musim dingin, kita akan melihat melalui lubang cacing gambaran yang jelas tentang musim panas yang lalu dan - benar-benar musim panas ini dan kembali, setelah melewati lubang itu. Kemudian kita akan kembali mendekati corong "A" (seperti yang kita sepakati, ada di suatu tempat di dekatnya), sekali lagi menyelam ke dalam lubang dan melompat langsung ke salju tahun lalu. Dan berkali-kali. Bergerak ke arah yang berlawanan - menyelam ke corong "B", - mari lompat setengah tahun ke masa depan ...

Jadi, setelah melakukan manipulasi tunggal dengan salah satu mulut, kami mendapatkan mesin waktu yang dapat "digunakan" terus-menerus (tentu saja dengan asumsi bahwa lubangnya stabil atau bahwa kami dapat mempertahankan "operasinya").

Karya-karya dari arah kedua lebih banyak dan, mungkin, bahkan lebih menarik. Arahan ini mencakup pencarian model spesifik lubang cacing dan studinya properti tertentu, yang, secara umum, menentukan apa yang dapat dilakukan dengan lubang-lubang ini dan bagaimana menggunakannya.

Exomatter dan energi gelap

Sifat eksotik materi yang harus dimiliki bahan konstruksi untuk lubang cacing, ternyata, dapat diwujudkan karena apa yang disebut polarisasi vakum medan kuantum.

Kesimpulan ini baru saja dicapai Fisikawan Rusia Arkady Popov dan Sergey Sushkov dari Kazan (bersama dengan David Hochberg dari Spanyol) dan Sergey Krasnikov dari Pulkovo Observatory. Dan dalam hal ini, vakum bukanlah kekosongan sama sekali, tapi keadaan kuantum dengan energi terendah - bidang tanpa partikel nyata. Sepasang partikel "virtual" terus-menerus muncul di dalamnya, yang sekali lagi menghilang lebih awal daripada yang dapat dideteksi oleh perangkat, tetapi meninggalkan jejak yang sangat nyata dalam bentuk tensor momentum energi dengan sifat yang tidak biasa.

Dan meskipun sifat kuantum materi memanifestasikan dirinya terutama dalam mikrokosmos, lubang cacing yang dihasilkan oleh mereka (dalam kondisi tertentu) dapat mencapai ukuran yang sangat layak. Omong-omong, salah satu artikel oleh S. Krasnikov memiliki judul "menakutkan" - "Ancaman Lubang Cacing." Hal yang paling menarik dari diskusi teoritis murni ini adalah bahwa pengamatan astronomi beberapa tahun terakhir tampaknya sangat melemahkan posisi penentang kemungkinan keberadaan lubang cacing.

Ahli astrofisika, yang mempelajari statistik ledakan supernova di galaksi yang berjarak miliaran tahun cahaya dari kita, menyimpulkan bahwa Alam Semesta kita tidak hanya mengembang, tetapi juga mengembang dengan kecepatan yang terus meningkat, yaitu dengan percepatan. Apalagi seiring berjalannya waktu, akselerasi ini malah semakin meningkat. Hal ini cukup meyakinkan ditunjukkan oleh pengamatan terbaru yang dilakukan pada terbaru teleskop luar angkasa. Nah, sekarang saatnya untuk mengingat hubungan antara materi dan geometri dalam relativitas umum: sifat pemuaian Semesta terkait erat dengan persamaan keadaan materi, dengan kata lain, dengan hubungan antara kerapatan dan tekanannya. Jika materinya biasa (dengan kerapatan dan tekanan positif), maka kerapatan itu sendiri turun seiring waktu, dan pemuaian melambat.

Jika tekanannya negatif dan besarnya sama, tetapi berlawanan tanda dengan kerapatan energi (maka jumlah mereka = 0), maka kerapatan ini konstan dalam ruang dan waktu - inilah yang disebut konstanta kosmologis, yang mengarah pada ekspansi dengan percepatan konstan.

Tetapi agar percepatan tumbuh seiring waktu, dan ini tidak cukup - jumlah tekanan dan kepadatan energi harus negatif. Tidak ada yang pernah mengamati materi seperti itu, tetapi perilaku bagian alam semesta yang terlihat tampaknya menandakan kehadirannya. Perhitungan menunjukkan bahwa jenis materi aneh dan tak terlihat ini (disebut "energi gelap") di era sekarang seharusnya sekitar 70%, dan proporsi ini terus meningkat (tidak seperti materi biasa, yang kehilangan kerapatan dengan meningkatnya volume, energi gelap berperilaku paradoks - Semesta mengembang, dan kepadatannya meningkat). Tetapi bagaimanapun juga (dan kita telah membicarakan ini), justru materi eksotis inilah yang merupakan "bahan bangunan" yang paling cocok untuk pembentukan lubang cacing.

Seseorang tertarik untuk berfantasi: cepat atau lambat, energi gelap akan ditemukan, para ilmuwan dan teknolog akan belajar bagaimana mengentalkannya dan membangun lubang cacing, dan di sana - tidak jauh dari "mimpi yang menjadi kenyataan" - tentang mesin waktu dan tentang terowongan yang mengarah ke bintang-bintang ...

Benar, perkiraan kepadatan energi gelap di alam semesta yang menyediakannya ekspansi dipercepat: jika energi gelap terdistribusi secara merata, diperoleh nilai yang sepenuhnya dapat diabaikan - sekitar 10-29 g/cm3. Untuk zat biasa, kerapatan ini sesuai dengan 10 atom hidrogen per 1 m3. Bahkan gas antarbintang beberapa kali lebih padat. Jadi jika jalan menuju penciptaan mesin waktu ini bisa menjadi nyata, maka itu tidak akan terjadi dalam waktu dekat.

Butuh lubang donat

Sampai sekarang, kita telah berbicara tentang lubang cacing seperti terowongan dengan leher halus. Tetapi GR juga memprediksi jenis lubang cacing lainnya - dan pada prinsipnya mereka tidak memerlukan materi terdistribusi sama sekali. Ada seluruh kelas solusi untuk persamaan Einstein, di mana ruang-waktu empat dimensi, datar jauh dari sumber medan, ada, seolah-olah, dalam rangkap dua (atau lembaran), dan umum untuk keduanya adalah hanya cincin tipis tertentu (sumber medan) dan disk, cincin ini terbatas.

Cincin ini memiliki sifat yang benar-benar ajaib: Anda dapat "berkeliaran" di sekitarnya selama yang Anda suka, tetap berada di dunia "Anda sendiri", tetapi begitu Anda melewatinya, Anda akan menemukan diri Anda berada di dunia yang sama sekali berbeda, meskipun mirip dengan "milikmu". Dan untuk kembali, Anda harus melewati ring lagi (dan dari sisi mana pun, tidak harus dari sisi yang baru saja Anda tinggalkan).

Cincin itu sendiri adalah tunggal - kelengkungan ruang-waktu di atasnya berubah menjadi tak terhingga, tetapi semua titik di dalamnya cukup normal, dan tubuh yang bergerak di sana tidak mengalami efek bencana apa pun.

Menariknya, ada banyak sekali solusi seperti itu - baik netral maupun muatan listrik, baik dengan dan tanpa rotasi. Seperti, khususnya, adalah solusi terkenal dari R. Kerr dari Selandia Baru untuk lubang hitam yang berputar. Ini paling realistis menggambarkan lubang hitam skala bintang dan galaksi (keberadaannya tidak diragukan lagi oleh sebagian besar astrofisikawan), karena hampir semua benda angkasa mengalami rotasi, dan ketika dikompresi, rotasi hanya berakselerasi, terutama saat runtuh ke dalam lubang hitam.

Jadi, ternyata lubang hitam yang berputar adalah kandidat "langsung" untuk "mesin waktu"? Namun, lubang hitam yang terbentuk di sistem bintang dikelilingi dan diisi dengan gas panas dan radiasi mematikan yang keras. Selain keberatan yang murni praktis ini, ada juga yang mendasar terkait dengan sulitnya keluar dari bawah cakrawala peristiwa ke "lembaran" spatio-temporal baru. Tetapi tidak ada gunanya memikirkan hal ini secara lebih rinci, karena, menurut relativitas umum dan banyak generalisasinya, lubang cacing dengan cincin tunggal dapat eksis tanpa cakrawala.

Jadi setidaknya ada dua kemungkinan teoretis untuk keberadaan lubang cacing yang menghubungkan dunia yang berbeda: liang bisa halus dan terdiri dari materi eksotis, atau bisa muncul karena singularitas, sementara tetap lumayan.

Ruang dan string

Cincin tunggal tipis menyerupai benda tak biasa lainnya yang diprediksi fisika modern, - string kosmik terbentuk (menurut beberapa teori) di alam semesta awal ketika materi superpadat mendingin dan keadaannya berubah.

Mereka benar-benar menyerupai senar, hanya saja sangat berat - panjangnya miliaran ton per sentimeter dengan ketebalan sepersekian mikron. Dan, seperti yang ditunjukkan oleh Richard Gott dari Amerika dan Gerard Clement dari Prancis, dari beberapa string yang bergerak relatif satu sama lain dengan kecepatan tinggi, dimungkinkan untuk membuat konstruksi yang mengandung loop sementara. Artinya, bergerak dengan cara tertentu dalam medan gravitasi string ini, Anda dapat kembali ke titik awal sebelum Anda terbang keluar darinya.

Para astronom telah lama mencari jenis ini benda luar angkasa, dan hari ini sudah ada satu kandidat "baik" - objek CSL-1. Ini adalah dua galaksi yang sangat mirip, yang pada kenyataannya mungkin satu, hanya bercabang dua karena efek lensa gravitasi. Dan dalam hal ini lensa gravitasi- tidak bulat, tetapi silindris, menyerupai benang panjang tipis yang berat.

Akankah dimensi kelima membantu?

Jika ruang-waktu berisi lebih dari empat dimensi, arsitektur lubang cacing memperoleh kemungkinan baru yang sebelumnya tidak diketahui.

Dengan demikian, dalam beberapa tahun terakhir, konsep "dunia bran" telah menjadi populer. Ini mengasumsikan bahwa semua materi yang dapat diamati terletak pada beberapa permukaan empat dimensi (dilambangkan dengan istilah "bran" - kata terpotong untuk "membran"), dan di sekitar volume lima atau enam dimensi tidak ada apa-apa selain medan gravitasi. Medan gravitasi pada bran itu sendiri (dan ini adalah satu-satunya yang kita amati) mematuhi persamaan Einstein yang dimodifikasi, dan mereka memiliki kontribusi dari geometri volume sekitarnya.

Jadi, kontribusi ini mampu memainkan peran materi eksotis yang menghasilkan lubang cacing. Liang dapat berukuran berapa pun dan tetap tidak memiliki gravitasinya sendiri.

Ini, tentu saja, tidak menghabiskan seluruh variasi "konstruksi" lubang cacing, dan kesimpulan umum adalah bahwa, untuk semua sifat yang tidak biasa dari properti mereka dan untuk semua kesulitan yang mendasar, termasuk sifat filosofis, yang mereka dapat memimpin, kemungkinan keberadaan mereka layak diperlakukan dengan penuh keseriusan dan perhatian yang semestinya.

Tidak dapat dikesampingkan, misalnya, bahwa lubang besar ada di ruang antarbintang atau antargalaksi, jika hanya karena konsentrasi energi yang sangat gelap yang mempercepat perluasan Alam Semesta.

Tidak ada jawaban tegas atas pertanyaan - bagaimana mereka dapat mencari pengamat duniawi dan apakah ada cara untuk mendeteksi mereka - belum. Tidak seperti lubang hitam, lubang cacing bahkan mungkin tidak memilikinya bidang yang terlihat tarik-menarik (penolakan juga dimungkinkan), dan oleh karena itu, di sekitarnya orang seharusnya tidak mengharapkan konsentrasi bintang atau gas dan debu antarbintang yang mencolok.

Tetapi dengan asumsi bahwa mereka dapat "pendek" daerah atau zaman yang jauh dari satu sama lain, melewati radiasi bintang-bintang melalui diri mereka sendiri, sangat mungkin untuk mengharapkan bahwa beberapa galaksi yang jauh akan tampak sangat dekat.

Karena perluasan Alam Semesta, semakin jauh galaksi, semakin besar pergeseran spektrum (menuju sisi merah) radiasinya datang kepada kita. Tetapi ketika melihat melalui lubang cacing, mungkin tidak ada pergeseran merah. Atau akan, tapi - lain. Beberapa objek ini dapat diamati secara bersamaan dengan dua cara - melalui lubang atau dengan cara "biasa", "melewati lubang".

Dengan demikian, tanda lubang cacing kosmik dapat berupa sebagai berikut: pengamatan dua objek dari jarak yang sangat properti serupa, tetapi pada jarak yang terlihat berbeda dan dengan pergeseran merah yang berbeda.

Jika lubang cacing tetap ditemukan (atau dibangun), bidang filsafat yang berhubungan dengan interpretasi sains akan menghadapi tugas baru dan, harus saya katakan, sangat sulit. Dan untuk semua absurditas yang tampak dari putaran waktu dan kompleksitas masalah yang terkait dengan kausalitas, bidang sains ini, kemungkinan besar, cepat atau lambat akan menemukan semuanya entah bagaimana. Sama seperti pada suatu waktu "ditangani" dengan masalah konseptual mekanika kuantum dan teori relativitas Einstein...

Kirill Bronnikov, Doktor Ilmu Fisika dan Matematika

Sekelompok fisikawan dari Jerman dan Yunani panduan umum Burkhard Klayhaus disajikan pada prinsipnya Tampilan Baru untuk masalah lubang cacing. Disebut demikian objek hipotetis di mana ada kelengkungan ruang dan waktu.

Diyakini bahwa mereka adalah terowongan di mana Anda dapat melakukan perjalanan ke dunia lain pada satu saat.

Lubang cacing, atau, sebagaimana mereka juga disebut, lubang cacing, dikenal oleh setiap penggemar fiksi ilmiah, di mana benda-benda ini dijelaskan dengan sangat jelas dan mengesankan (meskipun dalam buku mereka lebih sering disebut ruang-nol). Berkat merekalah para pahlawan dapat berpindah dari satu galaksi ke galaksi lain untuk waktu yang sangat waktu yang singkat. Adapun lubang cacing nyata, situasi dengan mereka jauh lebih rumit. Masih belum jelas apakah mereka benar-benar ada, atau apakah ini semua hasil imajinasi liar para fisikawan teoretis.

Menurut pengertian tradisional, lubang cacing adalah beberapa properti hipotetis alam semesta kita, atau lebih tepatnya, ruang dan waktu. Menurut konsep jembatan Einstein-Rosen, pada setiap momen di Alam Semesta kita, beberapa terowongan dapat muncul di mana Anda dapat pergi dari satu titik di ruang angkasa ke titik lain hampir secara bersamaan (yaitu, tanpa kehilangan waktu).

Tampaknya teleportasi dengan bantuan mereka untuk kesenanganmu sendiri! Tapi inilah masalahnya: pertama, lubang cacing ini sangat kecil (hanya partikel elementer yang dapat dengan mudah menjelajahinya), dan kedua, mereka ada untuk waktu yang sangat singkat, sepersejuta detik. Itulah mengapa sangat sulit untuk mempelajarinya - sampai sekarang, semua model lubang cacing belum dikonfirmasi secara eksperimental.

Namun demikian, para ilmuwan masih memiliki beberapa gagasan tentang apa yang mungkin ada di dalam terowongan seperti itu (walaupun, sayangnya, juga hanya teoretis). Diyakini bahwa segala sesuatu di sana penuh dengan apa yang disebut materi eksotis (jangan bingung dengan materi gelap, ini adalah materi yang berbeda). Dan materi ini mendapat julukannya dari fakta bahwa ia terdiri dari partikel elementer yang berbeda secara fundamental. Dan karena ini, sebagian besar hukum fisika tidak diamati di dalamnya - khususnya, energi dapat memiliki kerapatan negatif, gaya gravitasi tidak menarik, tetapi menolak benda, dll. Secara umum, semua yang ada di dalam terowongan benar-benar berbeda dari orang normal. Tetapi justru materi tidak beraturan inilah yang menyediakan transisi ajaib melalui lubang cacing.

Faktanya, teori relativitas umum Einstein yang terkenal sangat setia pada kemungkinan keberadaan lubang cacing - teori ini tidak menyangkal keberadaan terowongan semacam itu (walaupun tidak mengonfirmasi). Nah, apa yang tidak dilarang, seperti yang Anda tahu, diperbolehkan. Oleh karena itu, banyak astrofisikawan telah secara aktif berusaha menemukan jejak setidaknya beberapa lubang cacing yang kurang lebih stabil sejak pertengahan abad terakhir.

Faktanya, minat mereka dapat dipahami - jika ternyata terowongan seperti itu pada prinsipnya memungkinkan, maka perjalanan melaluinya ke dunia yang jauh akan menjadi sangat masalah sederhana(tentu saja, asalkan lubang cacing akan berlokasi dekat dengan tata surya). Namun, pencarian objek ini terhambat oleh fakta bahwa para ilmuwan masih belum bisa membayangkan apa yang sebenarnya harus dicari. Faktanya, tidak mungkin untuk melihat lubang ini secara langsung, karena, seperti lubang hitam, ia menyedot segala sesuatu ke dalam dirinya sendiri (termasuk radiasi), tetapi tidak melepaskan apa pun. Butuh beberapa tanda tidak langsung keberadaannya, tetapi pertanyaannya adalah - yang mana?

Dan baru-baru ini, sekelompok fisikawan dari Jerman dan Yunani, di bawah kepemimpinan umum Burkhard Kleihaus dari Universitas Oldenburg (Jerman), untuk meringankan penderitaan para ahli astrofisika, menyajikan pandangan baru yang fundamental tentang masalah lubang cacing. Dari sudut pandang mereka, ini terowongan memang bisa ada di alam semesta dan cukup stabil pada saat yang sama. Dan tidak ada materi eksotis, menurut kelompok Klayhouse, di dalamnya.

Para ilmuwan percaya bahwa munculnya lubang cacing disebabkan oleh fluktuasi kuantum yang melekat di alam semesta awal segera setelah Big Bang dan memunculkan apa yang disebut busa kuantum. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa busa kuantum- ini adalah semacam konsep kondisional yang dapat digunakan sebagai deskripsi kualitatif turbulensi ruang-waktu subatomik pada jarak yang sangat kecil (dengan urutan panjang Planck, yaitu jarak 10 -33 cm).

Secara kiasan, busa kuantum dapat direpresentasikan sebagai berikut: bayangkan bahwa di suatu tempat dalam periode waktu yang sangat singkat di wilayah ruang yang sangat kecil, energi yang cukup untuk mengubah bagian ruang ini menjadi lubang hitam dapat muncul secara spontan. Dan energi ini muncul tidak hanya dari mana-mana, tetapi sebagai akibat dari tumbukan partikel dengan antipartikel dan saling musnahnya mereka. Dan kemudian di depan mata kita akan ada semacam kuali yang mendidih, di mana lubang hitam terus menerus muncul dan segera menghilang.

Jadi, menurut penulis penelitian, Tepat setelah Big Bang, alam semesta kita semua adalah busa kuantum.. Dan muncul di dalamnya setiap saat tidak hanya lubang hitam, tetapi juga lubang cacing. Dan kemudian inflasi (yaitu, ekspansi) Semesta seharusnya tidak hanya menggembungkannya ke ukuran yang sangat besar, tetapi pada saat yang sama meningkatkan lubang secara tajam dan membuatnya stabil. Sedemikian rupa sehingga menjadi mungkin untuk menembus tubuh yang cukup besar ke dalamnya.

Benar, ada satu halangan di sini. Faktanya adalah meskipun tubuh besar, menurut model ini, dapat masuk ke lubang cacing, pengaruh gravitasi pada mereka di pintu masuk harus sangat kecil. Jika tidak, mereka hanya akan terkoyak. Tetapi jika kelengkungan ruang-waktu di pintu masuk "halus", maka perjalanan itu sendiri melaluinya tidak dapat dilakukan secara instan. Itu, menurut perhitungan para peneliti, akan memakan waktu puluhan bahkan ratusan tahun cahaya, sejak keluar dari lubang cacing, dapat diakses badan besar, akan terletak cukup jauh dari pintu masuk.

Para peneliti percaya bahwa menemukan benda-benda ini di alam semesta, meskipun tidak mudah, masih mungkin. Meskipun mungkin terlihat seperti lubang hitam, masih ada perbedaan. Misalnya, dalam lubang hitam, gas yang jatuh di luar cakrawala peristiwa segera berhenti memancarkan sinar X, dan yang jatuh ke dalam lubang cacing (yang tidak memiliki horizon peristiwa) terus melakukannya. Omong-omong, perilaku gas ini baru-baru ini direkam oleh Hubble di sekitar objek Sagitarius A*, yang secara tradisional dianggap sebagai lubang hitam besar. Tapi dilihat dari perilaku gas, itu bisa menjadi lubang cacing yang stabil.

Menurut konsep kelompok Klayhouse, mungkin ada tanda-tanda lain yang menunjukkan adanya lubang cacing. Secara teoritis, seseorang dapat mengasumsikan situasi di mana para astronom akan secara langsung mencatat ketidakcukupan gambar di belakang lubang cacing jika teleskop secara tidak sengaja berubah menjadi sektor langit berbintang. Dalam hal ini, ia akan menampilkan gambar selama puluhan atau ratusan tahun cahaya, yang dapat dengan mudah dibedakan oleh para astronom dari apa yang sebenarnya ada di tempat ini. Gravitasi bintang (jika berada di sisi lain lubang cacing) juga dapat mendistorsi cahaya bintang jauh yang lewat di dekat lubang cacing.

Perlu dicatat bahwa karya Yunani dan fisikawan Jerman, meskipun murni teoritis, sangat penting bagi para astronom. Dia mensistematisasikan segalanya untuk pertama kalinya tanda-tanda yang mungkin lubang cacing yang dapat diamati. Jadi, dipandu olehnya, terowongan ini dapat dideteksi. Artinya, sekarang para ilmuwan tahu persis apa yang perlu mereka cari.

Meskipun, di sisi lain, jika model kelompok Klayhouse benar, nilai lubang cacing bagi kemanusiaan berkurang tajam. Lagi pula, mereka tidak menyediakan transisi satu kali ke dunia lain. Meskipun, tentu saja, sifat-sifatnya masih harus dipelajari - tiba-tiba mereka akan berguna untuk hal lain ...