/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/24062762/STK110_whats_app_Kradtke_01.jpg)
في الخيال العلمي ، يتنقل مستكشفو الفضاء بشكل روتيني عبر الثقوب الدودية في الزمكان المتصلين بواسطة ثقبين أسودين – أجسام سماوية كثيفة لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الإفلات من قبضتها.
لكن هل الثقوب السوداء بوابات فعلاً؟ ثقوب دودة؟ وهل هذه الثقوب الدودية تشبه نظيراتها في “ستار تريك”؟
على الرغم من أن الإجابة القصيرة ربما لا تكون كذلك الرياضيات الكون لم يرفضها بالكامل.
بواسطتهم ، نفس الشيء في المركز ثقب أسود التفرد – نقطة كثافة لانهائية.
ومع ذلك ، من الناحية النظرية ، يمكن أن يندمج الثقب الأسود مع مرآة توأم ، تسمى الثقب الأبيض ، لتشكيل ثقب دودي. ومع ذلك ، فإن هذه الثقوب الدودية النظرية لن تكون مثل ما تم تصويره في الخيال العلمي – من المتوقع أن تكون الثقوب الدودية التقليدية غير مستقرة بشكل لا يصدق ، مما يعني أنها ستنهار في اللحظة التي يدخل فيها جسيم من المادة.
توقع بعض الفيزيائيين أن الثقب الدودي سيصبح أكثر استقرارًا إذا تطور من ثقب أسود دوار ، لكن فهمنا لما يحدث في هذا السيناريو غامض للغاية.
جسور أينشتاين-روزن
اكتشف العلماء الثقوب السوداء لأول مرة ليس من خلال الملاحظات في الكون ، ولكن من خلال الرياضيات اينشتايننظرية النسبية العامة. هذه المعادلات ، إذا سحقت ما يكفي من المادة إلى كتلة صغيرة ، إذن الجاذبية يحل محل كل قوة أخرى ويكثف المادة في نقطة صغيرة متناهية الصغر تسمى التفرد.
الثقوب السوداء هي رحلات باتجاه واحد. بمجرد أن يتجاوز شخص ما حدوده ، والتي تسمى حدود الحدث ، لا يمكنه الهروب أبدًا. تم النظر في الثقوب السوداء مرة واحدة فقط خدعة المعادلات من آينشتاينكشفت الدراسات الفلكية في النهاية عن وجود ثقوب سوداء في الكون.
لكن نفس الرياضيات تسمح أيضًا بالعكس الدقيق للثقب الأسود: الثقب الأبيض. لا يزال للثقب الأبيض تفرد في مركزه وأفق حدث حوله. لكن بدلًا من السقوط فيه وإيجاد استحالة الهروب منه ، لن يصل أي شخص لديه ثقب أبيض من الخارج إلى أفق الحدث أبدًا لأنه يستمر في قذف محتوياته في الكون أسرع من سرعة الضوء.
يؤدي الجمع بين زوج من التفردات للثقب الأسود والثقب الأبيض معًا إلى إنشاء نوع بسيط من الثقوب الدودية ، والمعروف أيضًا باسم جسر أينشتاين-روزين.
ليس مفيدا جدا
لسوء الحظ ، جسور أينشتاين-روزن ليست مفيدة جدًا لاجتياز الكون. أولاً ، يقع مدخل الثقب الدودي خلف أفق الحدث. نظرًا لأن الشخص لا يمكنه الدخول إلى جانب الثقب الأبيض ، فيجب عليه أن يسقط في الثقب الأسود للدخول. ولكن بمجرد عبور شخص ما أفق الحدث ، لا يمكنه الهروب أبدًا. هذا يعني أنك إذا دخلت ثقبًا دوديًا ، فأنت محاصر في الداخل إلى الأبد.
مشكلة أخرى في جسور أينشتاين-روزن هي استقرارها. “هذا الجسر هو نوع من الثقوب الدودية ، لكنه غير مستقر: إنه يقرص قبل أن يتمكن أي جسم من استخدامه للانتقال من جانب إلى آخر. لذلك لا يوجد حقًا ثقب دودي بهذا المعنى ، لأنه لا يمكن عبوره ، “سمير ماثور ، الفيزيائي في جامعة ولاية أوهايو ، أخبر Live Science في رسالة بريد إلكتروني.
يوجد عدم الاستقرار هذا لأن إنشاء ثقب دودي يتطلب ترتيبًا دقيقًا ودقيقًا للغاية للمواد. أي شيء يخل بهذا التوازن الدقيق – حتى حزمة من الضوء أو الفوتون – يؤدي إلى الانهيار الفوري للثقب الدودي. سوف يمزق الثقب الدودي نفسه مثل الشريط المطاطي الذي يمتد أسرع من سرعة الضوء ، مما يمنعه من السفر لأسفل.
بالإضافة إلى ذلك ، يعتقد الفيزيائيون غالبًا أن الثقوب البيضاء غير موجودة في كوننا. على عكس أشقائهم ، فإن الثقوب البيضاء غير مستقرة بشكل مثير للدهشة. وفقًا للرياضيات ، إذا سقطت قطرة من المواد تجاههم ، فسوف تنفجر على الفور. لذلك على الرغم من أن الرؤوس البيضاء تتشكل بشكل طبيعي ، إلا أنها لا تدوم طويلاً.
عدم اليقين من وجود الثقوب البيضاء ، وعدم استقرار جسور أينشتاين-روزن ، وعدم استخدامها يعني أن الثقوب الدودية ، إن وجدت ، ليست جسور أينشتاين-روزن.
تفرد متناوب
قد تكون هناك طريقة لصنع ثقب دودي من ثقب أسود أكثر تعقيدًا: ضع في الاعتبار دورانهم. تدور جميع الثقوب السوداء ، لكن عالم الرياضيات النيوزيلندي روي كير كان أول من حل الرياضيات الخاصة بتدوير الثقوب السوداء.
في مركز الثقب الأسود الدوار ، تنشر قوى طرد مركزي شديدة التفرد النقطي في حلقة. قد يكون من الممكن أن تصبح “سلامة الحلقة” هذه بوابة إلى ثقب دودي ، ولكن مرة أخرى تظهر مشكلة الاتساق.
“تفرد ثقب كير محاط بـ” أفق داخلي “، محاط بـ” أفق خارجي “. يعتقد الناس أن الأفق الداخلي ليس مفهومًا ثابتًا وأن كميات صغيرة من المواد المحقونة يمكن أن تغير تمامًا المنطقة داخل هذا الأفق ، وبالتالي تغيير التفرد ، “قال ماثور. “النتيجة النهائية لعدم الاستقرار غير واضحة”. تكمن المشكلة في أنه عندما تسقط المادة باتجاه تفرد الحلقة ، فإنها تتعرض لتأثيرين متنافسين: قوة الجاذبية الهائلة للفرد وقوة الطرد المركزي الشديدة للدوامة الموجودة في مركز الثقب الأسود ، والتي تعمل في الاتجاه المعاكس. .
كما يمكنك أن تتخيل ، هذا ليس وضعًا مريحًا للغاية ، ويمكن أن تنتقل الأمور من سيئ إلى أسوأ بسرعة كبيرة. الوضع غير مستقر لدرجة أنه يمكن أن يمنع التفرّد تمامًا من التكوّن. في هذا الصدد ، يعتقد العديد من الفيزيائيين أن مفهوم “سلامة الحلقة” من ثقب أسود دوار سيتم استبداله بفكرة أكثر واقعية بمجرد أن يكون لدينا فهم أفضل لهذه الأشياء.
نُشر في الأصل في Live Science.
“متعصب التلفزيون. مدمن الويب. مبشر السفر. رجل أعمال متمني. مستكشف هواة. كاتب.”
More Stories
العلماء يزرعون الماس في 150 دقيقة فقط: تنبيه علمي
يمكن أن يحدث السرطان دون حدوث طفرات جينية
يقوم العلماء بحل مشكلة مجهرية عمرها عقود