Vad är maskhål?

Universums mysterier - Svarta hål (Maj 2019).

Anonim

Många forskare och astronomer tror att maskhål är verkliga. Många saker i astrofysik och teoretisk fysik har aldrig upptäckts, men som de säger "matematiken går ut", vilket betyder att de är möjliga. Man tror att om maskhål existerar, är de resultatet av ett primordialt mikroskopiskt maskhål som expanderades i början av universum, direkt efter Big Bang.

Populär fiktion och Hollywood verkar vara besatt av rymd och tid. Från de senaste blockbuster-smasherna som Interstellar och The Martian till den senaste tiden av otroliga upptäckter i vår galax och bortom verkar alla ögon vara på rymdets hav. Medan vår sökning för att förstå kosmos aldrig kommer att slutföras, finns det några förbryllande propositioner som har pikat på vårt intresse genom historien. Ett av de mest kända exemplen på detta är tanken på maskhål.

Vissa människor hänvisar till dem som genvägar genom universum, medan andra hävdar att de kan vara ett sätt att resa genom tiden. Faktum är att de är fascinerande och komplicerade och mycket förvirrande för vissa människor, även om de har sett Interstellar.

Fortfarande förvirrad? Tja, låt oss ta en djupare titt på en av de största mysterierna - och mest spännande föreställningar - i hela universum.

Vetenskapen hos ett maskhål

Utan att dela för långt in i djupet av teorin om generell relativitet och extremt hög nivå astrofysik, låt oss försöka förstå ett maskhål i sin mest grundläggande form - en bro. I själva verket kallas maskhål mer tekniskt som Einstein-Rosenbroar, som de föreslogs av Albert Einstein och Nathan Rosen 1935. Dessa broar över rymdtid antas vara möjliga på grund av den böjande effekten som alla massiva föremål har på rymdtid .

Förslaget är att två enormt massiva föremål (munnar) kunde böja rumstiden till en sådan punkt som de skulle ansluta till varandra via en bro (hals). I teorin skulle det naturligtvis betydligt minska körtiden mellan de två punkterna i universum, vilket kan vara miljarder ljusår bort eller bara några få meter. En annan, ännu mer exceptionell förklaring, är att maskhål inte bara kan ansluta två avlägsna platser i vårt nuvarande universum, men kan faktiskt länka till hela andra universum!

Denna hals kan vara en direkt väg eller en krökt väg som passerar genom en högre dimension till den mycket avlägsna "andra sidan". Ett krökt tvådimensionellt plan är vanligtvis det bästa sättet att föreställa sig detta scenario. När två objekt med betydande massa böjer det planet mot motsatt sida, kan en anslutning teoretiskt göras. Vi säger "teoretiskt" eftersom trots att maskhål passar in i principen om generell relativitet, har inget maskhål hittills upptäckts.

Nu kanske du tänker, "Om vi ​​aldrig har hittat en, hur vet vi att de existerar?" Jo, det är en bra sak. Många saker i astrofysik och teoretisk fysik har aldrig upptäckts, men som de säger "matematiken går ut", vilket betyder att de är möjliga. Man tror att om maskhål existerar, är de resultatet av ett primordialt mikroskopiskt maskhål som expanderades i början av universum, direkt efter Big Bang.

Okej, så fungerar med antagandet att maskhål kan och existerar, är frågan om allas tankar

.

när kan vi börja använda dem? Tja, den ormfärdiga och exotiska karaktären av maskhål gör idén att använda dem mycket långt bort i framtiden. Det finns ett antal grundläggande problem med att hitta, utnyttja eller till och med utnyttja maskhål.

Problemet med maskhål

Einstein-Rosenbroar utgör ett verkligt problem eftersom de kollapsar och försvinner extremt snabbt, så det är nästan omöjligt att upptäcka, identifiera och studera dem. Dessutom hävdar vissa teoretiker att maskhål kan hända i en mikroskopisk skala, genom att snäppa in och ur existens på en kvantitetsnivå av existens som vi för närvarande inte kan observera.

Med det sagt, när det finns ett problem eller ett blockblock i teoretisk fysik, tänker någon upp en lösning. Om det primära problemet med att studera och använda maskhål är deras storlek och korta varaktighet, om problemet kunde motverkas, så kunde man göra framsteg. Med det i åtanke finns det en teori om att "exotisk materia" möjligen skulle kunna stabilisera ett maskhål så att det skulle kunna användas under en längre tid och ge mer stabilitet. Exotisk materia är inte samma sak som mörk materia, men det innehåller en stor mängd negativt tryck och negativ energitäthet. Denna typ av materia har man bara sett i begränsade vakuumprov, men om det var naturligt eller konstgjort till ett maskhål, är det teoretiskt att maskhålet kan göras bredare - och till och med hållas öppet - så att rymdresenärer eller utrustning kunde skickas genom.

Utöver det förutspås det att det skulle finnas massiva mängder strålning vid munnen och singulariteten hos vissa maskhål, vilket skulle visa sig vara omedelbart dödligt och skulle förstöra allt som närmade sig det. De intensiva gravitationskrafterna skulle sannolikt också rippa varje skepp eller människa till strimlar innan de kunde passera genom maskhålet. Om ett svart hål kan riva en stjärna, vill jag inte föreställa mig vad det kan göra för en människa.

Finns det olika typer av maskhål?

Traversable Wormholes: Det här är typen av maskhål där människor kan resa genom spacetime broen flera gånger, i båda riktningarna, utan att komma någon skada. Exotisk materia skulle krävas för att denna typ av maskhål ska förbli stabilt och öppet, eftersom det exotiska materialet kommer att motstå ormhålets naturliga tendens att omedelbart få kontrakt.

Bild av ett simulerat traverserbart maskhål som förbinder torget framför de fysiska instituten vid universitetet i Tübingen med sanddynerna nära Boulogne sur Mer i norra Frankrike (Bildkälla: Wikimedia Commons)

Schwarzschild Wormholes: Dessa är endast spårbara i en riktning, och är ett exempel på en Einstein-Rosen-bro. Efter att ha komprimerats till en otrolig och ändlig densitet på singulariteten, skulle du då utföra samma process bakåt vid munnen av det andra svarta hålet.

Är tid resa möjlig genom ett maskhål?

När man upptäcker ett maskhål skulle vara ett otroligt ögonblick i astronomins historia, kommer många andra problem och idiosynkrasier av maskhål sannolikt att hindra människor från att testa några av våra tidsresorsteorier i årtionden framöver.

referenser: