Всички искат червей. Искам да кажа, кой иска да си направи труда да пътува по дългите и бавни маршрути из цялата Вселена, отнемайки десетки хиляди години, само за да достигне до още една скучна звезда? Не когато можете да влезете в най-близкия отвор на червей, направете кратка разходка и се озовете в някой екзотичен далечен ъгъл на Вселената.
Въпреки това има малка техническа трудност: Червените дупки, които са огъвания в пространството-времето, толкова екстремни, че се образува тунел за пряк път, са катастрофално нестабилни. Както в, веднага щом изпратите един фотон надолу през дупката, той се срива по-бързо от скоростта на светлината.
Но неотдавнашен документ, публикуван в списанието за отпечатване arXiv на 29 юли, намери начин да се изгради почти стабилен червей, който се срива, но достатъчно бавно, за да изпраща съобщения - и потенциално дори неща - надолу, преди да се разкъса , Всичко, от което се нуждаете, са няколко черни дупки и няколко безкрайно дълги космически струни.
Лесна работа.
Проблемът с червеите
По принцип изграждането на червейна дупка е доста просто. Според Теорията на общата относителност на Айнщайн, масата и енергията изкривяват тъканта на пространството-времето. И определена специална конфигурация на материята и енергията позволява образуването на тунел, пряк път между две иначе отдалечени части на Вселената.
За съжаление, дори на хартия, тези дупки са фантастично нестабилни. Дори единичен фотон, преминаващ през дупчицата, задейства катастрофална каскада, която разкъсва дупчицата. Въпреки това, здравословната доза отрицателна маса - да, това е материя, но с противоположно тегло - може да противодейства на дестабилизиращите ефекти на редовната материя, опитвайки се да премине през червейната дупка, като я прави проходима.
ОК, материя с отрицателна маса не съществува, така че имаме нужда от нов план.
Да започнем със самия червей. Нуждаем се от вход и изход. Теоретично е възможно да свържете черна дупка (област на пространството, където нищо не може да избяга) с бяла дупка (теоретична област на пространството, където нищо не може да влезе). Когато тези две странни същества се съединят заедно, те образуват съвсем ново нещо: червейна дупка. Така че можете да скочите в единия край на този тунел и вместо да бъдете смазани в забвение, просто безобидно валсвате от другата страна.
О, но и бели дупки не съществуват. Човече, това става все по-трудно.
Заредете го
Тъй като бели дупки не съществуват, имаме нужда от нов план. За щастие, някаква умна математика разкрива възможен отговор: заредена черна дупка. Черните дупки могат да носят електрически заряд (не е обичайно поради начина, по който се образуват естествено, но ще вземем това, което можем да получим). Вътрешността на заредена черна дупка е странно място, с нормалната точкова сингулярност на черна дупка, опъната и изкривена, което й позволява да образува мост към друга, противоположно заредена черна дупка.
Voila: червей, използвайки само неща, които действително могат да съществуват.
Но тази червейна дупка чрез зареждане на черни дупки има два проблема. Едната, тя все още е нестабилна и ако нещо или някой всъщност се опита да я използва, тя се разпада. Другото е, че двете противоположно заредени черни дупки ще бъдат привлечени една към друга - както чрез гравитационни, така и чрез електрически сили - и ако те паднат заедно, просто получавате една, голяма, неутрално заредена и напълно безполезна черна дупка.
Поставете космически лък върху него
За да направим всичко това да работим, трябва да гарантираме, че двете заредени черни дупки остават безопасно далеч една от друга и да се уверим, че тунелът на червейната дупка може да се държи отворен. Потенциално решение: космически струни.
Космическите струни са теоретични дефекти, подобни на пукнатините, които се образуват, когато ледът замръзне, в тъканта на пространството-времето. Тези космически остатъци са се образували в ранните, мрачни дни от първите части от секундата след Големия взрив. Те са наистина екзотични предмети, не по-широки от протона, но с един сантиметър от дължината им надделяват над Еверест. Никога не искате да се сблъскате с един, тъй като те биха ви нарязали наполовина като космически светлинен меч, но не е нужно да се притеснявате много, тъй като ние дори не сме сигурни, че съществуват и никога не сме виждали такъв Вселената.
Все пак няма причина те да не съществуват, така че те са честна игра.
Те имат още едно много полезно свойство, когато става дума за дупки за дупки: огромно напрежение. С други думи, те наистина не обичат да бъдат бутани наоколо. Ако вкарате червейната дупка с космически низ и оставите струната да премине по външните краища на черните дупки и да се разтегне от двата края до безкрайност, тогава напрежението в низа предотвратява привличането на заредените черни дупки един към друг, държейки двата края на червейната дупка далеч един от друг. По същество, отдалечените краища на космическата струна действат като два противоположни екипа за влекачи, задържащи черните дупки.
Успокояване на треперенията
Една космическа струна решава един от проблемите (държане на краищата отворени), но това не пречи на самия червей да се срути, ако реално го използвате. Така че, нека хвърлим в друг космически низ, също вдявайки червейната дупка, но и да я прекараме през нормално пространство между двете черни дупки.
Когато космическите струни са затворени в контур, те се клатят - много. Тези вибрации разпръскват самата тъкан на пространството и времето около тях и когато се настройват точно надясно, вибрациите могат да причинят енергията на космоса в тяхна близост да стане отрицателна, като действа ефективно като отрицателна маса в червейната дупка, потенциално я стабилизира.
Изглежда малко сложно, но в неотдавнашната статия екип от теоретични физици даде стъпка по стъпка инструкции за конструирането на точно такъв червей. Това не е перфектно решение: В крайна сметка присъщите вибрации в космическите струни - същите, които биха могли да задържат червейната дупка отворена - издърпват енергия и следователно маса, далеч от струната, правейки я все по-малка и по-малка. По същество с течение на времето космическите струни се изтръгват в забвение, като пълен срив на червейната дупка е далеч назад. Но влюбеният заедно червей може да остане стабилен достатъчно дълго, за да позволи на съобщения или дори предмети да пътуват по тунела и всъщност да не умрат, което е хубаво.
Но първо трябва да намерим някои космически струни.
Пол М. Сътър е астрофизик в Държавният университет в Охайо, домакин на Попитайте Космонавт и Космическо радиои автор на Вашето място във Вселената.
