Teks karya ditempatkan tanpa gambar dan rumus.
Versi lengkap dari karya tersebut tersedia di tab "File Pekerjaan" dalam format PDF

pengantar

Novel fantasi menggambarkan seluruh jaringan transportasi yang menghubungkan sistem bintang dan era sejarah, yang disebut portal, mesin waktu. Tetapi yang jauh lebih mengejutkan adalah kenyataan bahwa mesin waktu dan terowongan di ruang angkasa cukup serius, secara hipotetis mungkin, dibahas secara aktif tidak hanya dalam artikel tentang fisika teoretis, di halaman publikasi ilmiah terkemuka, tetapi juga di media. Ada banyak laporan tentang penemuan beberapa objek hipotetis yang disebut "lubang cacing" oleh para ilmuwan.

Memilih bahan untuk NPC dengan topik "Lubang Hitam", kami menemukan konsep "Lubang Cacing". Topik ini menarik minat kami, dan kami membuat perbandingan di antara mereka.

Objektif: Analisis komparatif lubang hitam dan lubang cacing.

Tugas: 1. Kumpulkan materi tentang lubang hitam dan lubang cacing;

2. Membuat analisis rinci dari informasi yang diterima;

3. Bandingkan lubang hitam dan lubang cacing;

4. Membuat film pendidikan untuk siswa.

Hipotesa: Apakah perjalanan ruang-waktu dimungkinkan berkat lubang cacing.

Objek studi: literatur dan sumber daya lain tentang lubang cacing dan lubang hitam.

Subjek studi: versi keberadaan lubang cacing.

Metode: studi sastra; penggunaan sumber daya internet.

Signifikansi praktis pekerjaan ini adalah menggunakan bahan yang dikumpulkan untuk tujuan pendidikan dalam pelajaran fisika dan dalam kegiatan ekstrakurikuler dalam mata pelajaran ini.

Dalam karya yang disajikan, bahan artikel ilmiah, majalah, sumber daya Internet digunakan.

Bab 1. Latar belakang sejarah

Pada tahun 1935, fisikawan Albert Einstein dan Nathan Rosen, menggunakan teori relativitas umum, mengusulkan 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.

Secara teoritis, lubang cacing terdiri dari dua pintu masuk dan leher (yaitu, terowongan yang sama). Pintu masuk ke lubang cacing berbentuk bulat, dan lehernya bisa berupa segmen ruang lurus atau spiral.

Untuk waktu yang lama, karya ini tidak banyak menarik minat para astrofisikawan. Namun pada 1990-an, minat terhadap benda-benda semacam itu mulai kembali. Pertama-tama, kembalinya minat dikaitkan dengan penemuan energi gelap dalam kosmologi.

Istilah Inggris yang telah berakar untuk "lubang cacing" sejak tahun 90-an telah menjadi "lubang cacing" (wormhole), tetapi yang pertama mengusulkan istilah ini pada tahun 1957 adalah astrofisikawan Amerika Mizner dan Wheeler. Dalam bahasa Rusia, "lubang cacing" diterjemahkan sebagai "lubang cacing". Istilah ini tidak disukai oleh banyak ahli astrofisika berbahasa Rusia, dan pada tahun 2004 diputuskan untuk memilih berbagai istilah yang diusulkan untuk objek tersebut. Di antara istilah yang diusulkan adalah seperti: "lubang cacing", "lubang cacing", "lubang cacing", "jembatan", "lubang cacing", "terowongan", dll. Ahli astrofisika berbahasa Rusia dengan publikasi ilmiah tentang topik ini berpartisipasi dalam pemungutan suara. Sebagai hasil pemungutan suara ini, istilah "lubang cacing" menang.

Dalam fisika, konsep lubang cacing muncul pada tahun 1916, hanya setahun setelah Einstein menerbitkan karya besarnya, teori relativitas umum. Fisikawan Karl Schwarzschild, yang saat itu bertugas di tentara Kaiser, menemukan solusi tepat persamaan Einstein untuk kasus bintang titik terisolasi. Jauh dari bintang, medan gravitasinya sangat mirip dengan bintang biasa; Einstein bahkan menggunakan solusi Schwarzschild untuk menghitung pembelokan cahaya di sekitar bintang. Hasil Schwarzschild memiliki efek langsung dan sangat kuat pada semua cabang astronomi, dan hari ini masih menjadi salah satu solusi paling terkenal untuk persamaan Einstein. Beberapa generasi fisikawan telah menggunakan medan gravitasi bintang titik hipotetis ini sebagai ekspresi perkiraan untuk medan di sekitar bintang nyata dengan diameter terbatas. Tetapi jika kita mempertimbangkan solusi titik ini dengan serius, maka di tengahnya kita akan tiba-tiba menemukan objek titik mengerikan yang telah mengejutkan dan mengejutkan fisikawan selama hampir satu abad - lubang hitam.

Bab 2

2.1. lubang tahi lalat

Lubang cacing adalah fitur ruang-waktu yang seharusnya, mewakili setiap saat waktu sebuah "terowongan" di ruang angkasa.

Daerah di dekat bagian tersempit dari sarang tikus tanah disebut "tenggorokan". Ada gundukan tanah yang bisa dilewati dan tidak bisa dilewati. Yang terakhir termasuk terowongan yang runtuh (hancur) terlalu cepat bagi pengamat atau sinyal untuk berpindah dari satu pintu masuk ke pintu masuk lainnya.

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 kelengkungannya.

Salah satu habitat "lubang cacing" adalah pusat galaksi. Tetapi di sini hal utama adalah tidak membingungkan mereka dengan lubang hitam, benda-benda besar yang juga terletak di pusat galaksi. Massa mereka adalah miliaran Matahari kita. Pada saat yang sama, lubang hitam memiliki daya tarik yang kuat. Itu sangat besar sehingga bahkan cahaya tidak dapat melarikan diri dari sana, sehingga tidak mungkin untuk melihatnya dengan teleskop biasa. Gaya gravitasi lubang cacing juga sangat besar, tetapi jika Anda melihat ke dalam lubang cacing, Anda dapat melihat cahaya masa lalu.

Lubang cacing di mana cahaya dan materi lain dapat lewat di kedua arah disebut lubang cacing yang dapat dilalui. Ada juga lubang cacing yang tidak bisa ditembus. Ini adalah objek yang secara lahiriah (di setiap pintu masuk), seolah-olah, adalah lubang hitam, tetapi di dalam lubang hitam seperti itu tidak ada singularitas (singularitas dalam fisika adalah kepadatan materi yang tak terbatas yang memecah dan menghancurkan materi lainnya. yang memasukinya). Selain itu, sifat singularitas wajib untuk lubang hitam biasa. Dan lubang hitam itu sendiri ditentukan oleh keberadaan permukaannya (bola), dari mana bahkan cahaya tidak dapat melarikan diri. Permukaan seperti itu disebut cakrawala lubang hitam (atau cakrawala peristiwa).

Jadi, materi bisa masuk ke dalam lubang cacing yang tidak bisa ditembus, tetapi tidak bisa lagi keluar darinya (sangat mirip dengan sifat lubang hitam). Mungkin juga ada lubang cacing semi-passable, di mana materi atau cahaya dapat melewati lubang cacing hanya dalam satu arah, tetapi tidak dapat melewati yang lain.

Ciri-ciri lubang cacing adalah ciri-cirinya sebagai berikut:

Lubang cacing harus menghubungkan dua wilayah ruang yang tidak melengkung. Persimpangan ini disebut lubang cacing, dan bagian tengahnya adalah leher lubang cacing. Ruang di dekat leher lubang cacing cukup melengkung.

Lubang cacing dapat menghubungkan dua alam semesta yang berbeda, atau alam semesta yang sama di bagian yang berbeda. Dalam kasus terakhir, jarak melalui lubang cacing mungkin lebih pendek daripada jarak antara pintu masuk yang diukur dari luar.

Konsep waktu dan jarak dalam ruang-waktu melengkung tidak lagi menjadi nilai absolut, yaitu. seperti kita secara tidak sadar selalu terbiasa mempertimbangkannya.

Studi tentang model lubang cacing menunjukkan bahwa materi eksotis diperlukan untuk keberadaannya yang stabil dalam kerangka teori relativitas Einstein. Terkadang materi seperti itu juga disebut materi hantu. Untuk keberadaan lubang cacing yang stabil, sejumlah kecil materi hantu sudah cukup - katakanlah, hanya 1 miligram (atau bahkan mungkin kurang). Dalam hal ini, sisa materi yang menopang lubang cacing harus memenuhi kondisi: jumlah rapat energi dan tekanan adalah nol. Dan tidak ada yang aneh lagi dalam hal ini: bahkan medan listrik atau magnet yang paling biasa pun memenuhi kondisi ini. Inilah yang dibutuhkan untuk keberadaan lubang cacing dengan penambahan materi hantu yang kecil.

2.2. Lubang hitam

Lubang hitam adalah wilayah dalam ruang-waktu. Gaya tarik gravitasi begitu kuat sehingga bahkan benda-benda yang bergerak dengan kecepatan cahaya, termasuk kuanta cahaya itu sendiri, tidak dapat meninggalkannya. Batas wilayah ini disebut horizon peristiwa.

Secara teoritis, kemungkinan keberadaan daerah-daerah ruang-waktu seperti itu berasal dari beberapa solusi eksak dari persamaan Einstein. Yang pertama diperoleh oleh Karl Schwarzschild pada tahun 1915. Penemu istilah yang tepat tidak diketahui, tetapi sebutan itu sendiri dipopulerkan oleh John Archibald Wheeler dan pertama kali digunakan secara publik dalam kuliah populer "Alam Semesta Kita: Dikenal dan Tidak Diketahui". Sebelumnya, objek astrofisika semacam itu disebut "bintang runtuh" ​​atau "kolapsar", serta "bintang beku".

Ada empat skenario untuk pembentukan lubang hitam:

dua yang realistis:

keruntuhan gravitasi (kompresi) bintang yang cukup masif;

runtuhnya bagian tengah galaksi atau gas protogalaksi;

dan dua hipotesis:

pembentukan lubang hitam segera setelah Big Bang (lubang hitam purba);

munculnya energi tinggi dalam reaksi nuklir.

Kondisi di mana keadaan akhir evolusi bintang adalah lubang hitam belum dipelajari dengan cukup baik, karena untuk ini perlu diketahui perilaku dan keadaan materi pada kepadatan yang sangat tinggi yang tidak dapat diakses untuk studi eksperimental.

Tabrakan lubang hitam dengan bintang lain, serta tumbukan bintang neutron, menyebabkan pembentukan lubang hitam, menyebabkan radiasi gravitasi yang kuat, yang, seperti yang diharapkan, dapat dideteksi di tahun-tahun mendatang dengan bantuan teleskop gravitasi. . Saat ini, ada laporan tentang tabrakan dalam jangkauan sinar-X.

Pada 25 Agustus 2011, sebuah pesan muncul bahwa untuk pertama kalinya dalam sejarah sains, sekelompok ahli Jepang dan Amerika pada Maret 2011 mampu merekam momen kematian sebuah bintang yang diserap oleh lubang hitam. .

Peneliti lubang hitam membedakan antara lubang hitam primordial dan lubang hitam kuantum. Lubang hitam purba saat ini berstatus hipotesis. Jika pada saat-saat awal kehidupan Semesta ada penyimpangan yang cukup dari homogenitas medan gravitasi dan kepadatan materi, maka lubang hitam dapat terbentuk dari mereka melalui keruntuhan. Pada saat yang sama, massa mereka tidak dibatasi dari bawah, seperti dalam kasus keruntuhan bintang - massa mereka mungkin bisa sangat kecil. Deteksi lubang hitam purba sangat menarik sehubungan dengan kemungkinan mempelajari fenomena penguapan lubang hitam. Sebagai hasil dari reaksi nuklir, lubang hitam mikroskopis yang stabil, yang disebut lubang hitam kuantum, dapat muncul. Untuk deskripsi matematis objek semacam itu, diperlukan teori gravitasi kuantum.

Kesimpulan

Jika lubang cacing tidak dapat ditembus, maka secara lahiriah hampir tidak mungkin untuk membedakannya dari lubang hitam. Sampai saat ini, teori fisika lubang cacing dan lubang hitam adalah ilmu yang murni teoretis. Lubang cacing adalah fitur topologi ruang-waktu, dijelaskan dalam kerangka teori relativitas khusus oleh Einstein pada tahun 1935.

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 massa besar lubang cacing dan efek gravitasi yang diduga hanya menyerap cahaya dan mencegahnya dipantulkan.

Setelah menganalisis semua informasi yang ditemukan, kami menemukan bagaimana lubang cacing berbeda dari lubang hitam dan sampai pada kesimpulan bahwa dunia luar angkasa masih sangat sedikit dipelajari, dan umat manusia berada di ambang penemuan dan peluang baru.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, sebuah film pendidikan "Lubang Cacing dan Lubang Hitam" dibuat, yang digunakan dalam pelajaran astronomi.

Daftar sumber dan literatur yang digunakan

Bronnikov, K. Jembatan antar dunia / K. Bronnikov [Sumber daya elektronik] // Di seluruh dunia. 2004. Mei. - Mode akses // http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/355/ (18/09/2017).

Wikipedia. Ensiklopedia Gratis [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_% D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%B0 (30/09/2017);

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0 %B0 (30/09/2017).

Zima, K. "Wormhole" - koridor waktu / K. Zima // Vesti.ru [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://www.vesti.ru/doc.html?id=628114 (20.09.2017).

Lubang Cacing dan Lubang Hitam [Sumber daya elektronik]. - Mode Akses // http://ru.itera.wikia.com/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0% B5_%D0%BD%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D0%B8_%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B4% D1%8B%D1%80%D1%8B (30/09/2017).

Lubang cacing. Sains Populer dengan Anna Urmantseva [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://www.youtube.com/watch?v=BPA87TDsQ0A (25/09/2017).

Ruang cacing. [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://www.youtube.com/watch?v=-HEBhWny2EU (25/09/2017).

Lebedev, V. Manusia dalam lubang cacing (ulasan) / V. Lebedev // Lebed. almanak mandiri. [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://lebed.com/2016/art6871.htm (30/09/2017).

Melalui lubang cacing, Apakah ada akhir alam semesta. [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // https://donetskua.io.ua/v(25.09.2017).

Lubang hitam [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://ru-wiki.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B% D1%80%D0%B0 (30/09/2017).

Lubang hitam. Alam Semesta [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // https://my.mail.ru/bk/lotos5656/video/_myvideo/25.html (25/9/2017).

Apa itu lubang cacing. Pulp [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://hi-news.ru/research-development/chtivo-chto-takoe-krotovaya-nora.html (18/09/2017).

Shatsky, A. Lubang cacing: apa itu - mitos, gerbang ke dunia lain atau abstraksi matematika? [Sumber daya elektronik]. - Mode akses // http://www.znanie-sila.su/?issue=zsrf/issue_121.html&r=1 (18/09/2017).

Ensiklopedia untuk anak-anak. T. 8. Astronomi [Teks] / Bab. ed. M. Aksenova; metode. ed. V. Volodin, A. Eliovich. - M.: Avanta, 2004. S. 412-413, 430-431, 619-620.

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

Masalah terbesar yang kita hadapi manusia dengan 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 untuk waktu yang lama, otot-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 memutar pesawat ruang angkasa seperti di film. Rotasi tersebut menciptakan gaya sentrifugal yang mendorong benda ke arah dinding luar kapal. Tolakan ini mirip dengan gravitasi, hanya dalam arah yang berlawanan.

Bentuk gravitasi buatan ini adalah apa yang Anda alami ketika Anda mengemudi di sekitar kurva radius kecil dan merasa seperti Anda didorong ke luar, 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 "seret bingkai inersia" atau efek Lense-Thirring, dan ini memengaruhi seperti apa lubang hitam itu nantinya 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 yang diamati di Bumi. Itu muncul karena waktu tentang. Ini berarti alirannya berbeda untuk sistem koordinat yang berbeda.

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

Umat ​​manusia menjelajahi dunia di sekitarnya dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, teknologi tidak berhenti, dan para ilmuwan dengan kekuatan dan bajak utama dunia di sekitar dengan pikiran yang tajam. Tidak diragukan lagi, ruang dapat dianggap sebagai area yang paling misterius dan sedikit dipelajari. Ini adalah dunia yang penuh dengan misteri yang tidak dapat dipahami tanpa menggunakan teori dan fantasi. Dunia rahasia yang jauh melampaui pemahaman kita.

Angkasa itu misterius. Dia menyimpan rahasianya dengan hati-hati, menyembunyikannya di bawah selubung pengetahuan yang tidak dapat diakses oleh pikiran manusia. Umat ​​manusia masih terlalu tak berdaya untuk menaklukkan Kosmos, seperti dunia Biologi atau Kimia yang sudah ditaklukkan. Yang masih tersedia bagi manusia hanyalah teori, yang jumlahnya tak terhitung.

Salah satu misteri terbesar alam semesta adalah lubang cacing.

Lubang cacing di luar angkasa

Jadi, Lubang Cacing ("Jembatan", "Lubang Cacing") adalah fitur interaksi dua komponen dasar alam semesta - ruang dan waktu, dan khususnya - kelengkungannya.

[Untuk pertama kalinya konsep "Lubang Cacing" dalam fisika diperkenalkan oleh John Wheeler, penulis teori "muatan tanpa muatan"]

Kelengkungan yang aneh dari kedua komponen ini memungkinkan Anda untuk mengatasi jarak yang sangat jauh tanpa menghabiskan banyak waktu. Untuk lebih memahami prinsip pengoperasian fenomena seperti itu, ada baiknya mengingat Alice dari Through the Looking Glass. Cermin gadis itu memainkan peran yang disebut Lubang Cacing: Alice bisa, hanya dengan menyentuh cermin, langsung menemukan dirinya di tempat lain (dan jika kita memperhitungkan skala ruang, di alam semesta lain).

Gagasan tentang keberadaan Wormholes bukan hanya penemuan aneh para penulis fiksi ilmiah. Kembali pada tahun 1935, Albert Einstein menjadi rekan penulis karya yang membuktikan apa yang disebut "jembatan" itu mungkin. Meskipun Teori Relativitas mengizinkan hal ini, para astronom belum dapat mendeteksi satu pun Lubang Cacing (nama lain dari Lubang Cacing).

Masalah deteksi utama adalah, pada dasarnya, Lubang Cacing benar-benar menyedot segala sesuatu ke dalam dirinya sendiri, termasuk radiasi. Dan itu tidak membiarkan apa pun keluar. Satu-satunya hal yang dapat mengetahui lokasi "jembatan" adalah gas, yang, ketika memasuki Lubang Cacing, terus memancarkan sinar-X, tidak seperti ketika memasuki Lubang Hitam. Perilaku gas yang serupa baru-baru ini ditemukan pada objek tertentu Sagitarius A, yang mengarahkan para ilmuwan pada gagasan tentang keberadaan Lubang Cacing di sekitarnya.

Jadi apakah mungkin untuk melakukan perjalanan melalui lubang cacing? Faktanya, ada lebih banyak fantasi daripada kenyataan. Bahkan jika secara teoritis diperbolehkan untuk menemukan Lubang Cacing segera, sains modern akan menghadapi banyak masalah yang belum mampu diselesaikannya.

Batu pertama dalam perjalanan menuju pengembangan Lubang Cacing adalah ukurannya. Menurut ahli teori, lubang pertama berukuran kurang dari satu meter. Dan hanya, dengan mengandalkan teori alam semesta yang mengembang, dapat diasumsikan bahwa lubang cacing meningkat seiring dengan alam semesta. Artinya, mereka masih tumbuh.

Masalah kedua di jalur sains adalah ketidakstabilan lubang cacing. Kemampuan "jembatan" untuk runtuh, yaitu, "membanting" meniadakan kemungkinan untuk menggunakan atau bahkan mempelajarinya. Faktanya, umur Wormhole bisa sepersepuluh detik.

Jadi apa yang akan terjadi jika kita membuang semua "batu" dan membayangkan bahwa seseorang tetap saja melewati Lubang Cacing. Terlepas dari fiksi yang berbicara tentang kemungkinan kembali ke masa lalu, ini masih mustahil. Waktu tidak dapat diubah. Ia hanya bergerak ke satu arah dan tidak bisa kembali. Artinya, "melihat dirimu muda" (seperti, misalnya, pahlawan film "Interstellar") tidak akan berhasil. Menjaga skenario ini adalah teori kausalitas, tak tergoyahkan dan mendasar. Pengalihan "diri" ke masa lalu menyiratkan kemungkinan bagi pahlawan perjalanan untuk mengubahnya (masa lalu). Misalnya, bunuh diri, sehingga mencegah diri Anda melakukan perjalanan ke masa lalu. Artinya tidak mungkin berada di masa depan, dari mana pahlawan itu berasal.

Di luar angkasa ada banyak hal menarik yang masih belum bisa dipahami manusia. Kami tahu teori tentang lubang hitam dan bahkan tahu di mana mereka berada. Namun, lubang cacing lebih menarik, dengan bantuan karakter film mana yang bergerak di alam semesta dalam hitungan detik. Bagaimana cara kerja terowongan ini dan mengapa lebih baik bagi seseorang untuk tidak memanjatnya?

Berita berikutnya

Film Star Trek, Doctor Who, dan Marvel Universe memiliki satu kesamaan: melakukan perjalanan melintasi ruang angkasa dengan kecepatan tinggi. Jika saat ini dibutuhkan setidaknya tujuh bulan untuk terbang ke Mars, maka di dunia fantasi hal ini bisa dilakukan dalam sepersekian detik. Perjalanan berkecepatan tinggi dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut lubang cacing (wormhole) - ini adalah fitur hipotetis ruang-waktu, yang merupakan "terowongan" di ruang angkasa pada setiap saat. Untuk memahami prinsip "liang", kita hanya perlu mengingat Alice dari "Through the Looking Glass". Di sana, sebuah cermin berperan sebagai lubang cacing: Alice bisa langsung berada di tempat lain, hanya dengan menyentuhnya.

Gambar di bawah ini menunjukkan cara kerja terowongan. Dalam film, itu terjadi seperti ini: karakter masuk ke pesawat ruang angkasa, dengan cepat mencapai portal dan, setelah memasukinya, mereka segera menemukan diri mereka di tempat yang tepat, misalnya, di sisi lain alam semesta. Sayangnya, bahkan secara teori ia bekerja secara berbeda.

Sumber foto: YouTube

Relativitas umum memungkinkan keberadaan terowongan semacam itu, tetapi sejauh ini para astronom belum dapat menemukannya. Menurut para ahli teori, lubang cacing pertama berukuran kurang dari satu meter. Dapat diasumsikan bahwa dengan perluasan Semesta mereka juga meningkat. Tapi mari kita beralih ke pertanyaan utama: bahkan jika lubang cacing ada, mengapa menggunakan mereka adalah ide yang sangat buruk? Ahli astrofisika Paul Sutter menjelaskan apa masalahnya dengan lubang cacing dan mengapa lebih baik bagi seseorang untuk tidak pergi ke sana.

Teori lubang cacing

Hal pertama yang harus dilakukan adalah mencari tahu cara kerja lubang hitam. Bayangkan sebuah bola di atas kain elastis yang diregangkan. Saat mendekati pusat, ukurannya berkurang dan pada saat yang sama menjadi lebih padat. Kain di bawah beratnya semakin melorot, sampai akhirnya ia menjadi sangat kecil sehingga hanya menutup di atasnya, dan bola menghilang dari pandangan. Di lubang hitam itu sendiri, kelengkungan ruang-waktu tidak terbatas - keadaan fisika ini disebut singularitas. Ia tidak memiliki ruang atau waktu dalam pengertian manusia.

Sumber foto: Pikabu.ru

Menurut teori relativitas, tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat dari cahaya. Ini berarti bahwa tidak ada yang bisa keluar dari medan gravitasi ini dengan masuk ke dalamnya. 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.

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, gaya tarik gravitasinya begitu kuat sehingga dapat menyedot benda-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).

Mengapa Anda tidak membutuhkan lubang cacing?

Dalam teori lubang putih, tidak semuanya begitu sederhana. Pertama, tidak jelas bagaimana tepatnya masuk ke lubang putih dari lubang hitam. Perhitungan di sekitar lubang cacing menunjukkan bahwa mereka sangat tidak stabil. Lubang cacing dapat menguapkan atau “memuntahkan” lubang hitam dan kembali memasukkannya ke dalam perangkap.

Jika pesawat ruang angkasa atau seseorang jatuh ke dalam lubang hitam, dia akan terjebak di sana. Tidak akan ada jalan kembali - dari sisi lubang hitam pasti, karena dia tidak akan melihat cakrawala peristiwa. Tetapi pria malang itu dapat mencoba menemukan lubang putih? Tidak, karena dia tidak melihat batasnya, maka dia harus "jatuh" menuju singularitas lubang hitam, yang dapat mengakses singularitas putih. Atau mungkin tidak punya.

orang-orang membagikan artikel

Berita berikutnya

Sekelompok fisikawan dari Jerman dan Yunani, di bawah pengawasan umum Burkhard Clayhaus, menyajikan pandangan baru yang fundamental tentang masalah ini. 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 dalam waktu yang sangat 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 mungkin, maka perjalanan melaluinya ke dunia yang jauh akan menjadi masalah yang sangat sederhana (tentu saja, asalkan lubang cacing terletak tidak jauh). dari 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. Kita membutuhkan beberapa tanda tidak langsung dari 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 (dari 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 mengembang 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 bahwa meskipun benda besar, menurut model ini, dapat memasuki 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 atau bahkan ratusan tahun cahaya, karena pintu keluar dari lubang cacing, yang dapat diakses oleh tubuh besar, akan sangat 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 telah jatuh di luar cakrawala peristiwa segera berhenti memancarkan sinar-X, sementara gas yang telah jatuh ke dalam lubang cacing (yang tidak memiliki cakrawala peristiwa) terus memancarkan sinar-X. 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 fisikawan Yunani dan Jerman, meskipun murni teoritis, sangat penting bagi para astronom. Untuk pertama kalinya, dia mensistematisasikan semua kemungkinan tanda 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 ...