Червените дупки са опора в научната фантастика, осигурявайки на нашите герои бърз и лесен начин за незабавно пътуване из Вселената. Въпреки че научната фантастика ги прави популярни, червеевите дупки имат своето начало в науката - изкривяването на космическото време като това беше теоретично възможно. Но според д-р Стивън Хсу от университета в Орегон изграждането на червейна дупка вероятно е невъзможно.
Чуйте интервюто: Малко вероятно Wormholes (4,5 mb)
Или се абонирайте за Podcast: universetoday.com/audio.xml
Фрейзър Кейн: Сега гледах моя дял от епизодите на Star Trek. Доколко това ме е подготвило за действителното научно разбиране на дупка на червей?
Д-р Стивън Хсу: В „Стар Трек“ те всъщност не използват червейни дупки, но може би най-доброто лечение в научната фантастика за червейни дупки беше във филма „Контакт“, който се основава на книга на Карл Сагън. И всъщност в исторически план, когато Сагън пишеше романа - Сагън беше професор по астрономия - той се свърза с експерт по обща относителност, човек на име Кип Торн, от Калтех и искаше да се увери, че начинът, по който се отнасят червените дупки в Контакт, всъщност е като близо до това да е научно правилно възможно. И това всъщност стимулира Торн да направи много изследвания на червейни дупки. Нашата работа всъщност е продължение на нещата, които той направи.
Фрейзър: И така, ако теоретично искате да изградите дупка, какво бихте направили?
Хсу: Трябва да имате много странен или екзотичен вид материя и тази материя трябва да има силно отрицателно налягане. Оказва се, че за да стабилизирате гърлото или тръбата на червейната дупка, се нуждаете от много странна материя и нашата работа има връзка с това как е възможно този вид материя да бъде в модели на физика на частиците.
Фрейзър: Нека кажем, че изграждате сълза в космическото време и я пълните с екзотична материя, за да я държите отворена, след което можете да преместите двете крайни точки на дупчицата около Вселената и те ще се свържат както в пространството, така и във времето.
Хсу: Но в някои научнофантастични истории те постулират, че от Големия взрив са останали само някои дупки, а ние просто ще открием такава и ще започнем да я използваме. Но конструктивният модел е, че хората или някаква извънземна цивилизация всъщност изграждат свои собствени и в този случай двата края на червейната дупка вероятно са доста близо един до друг в началото, но след това ги раздробявате.
Фрейзър: Къде ви е довело вашето изследване да търсите дупки за червеи?
Хсу: Изучавахме основни ограничения за нещо, наречено „уравнение на състоянието на материята“ - какви свойства, като налягане или плътност на енергията могат да имат значение. Открихме някои много силни ограничения и се оказва, че тези ограничения са много негативни за възможността за изграждане на червей.
Фрейзър: Какъв ефект ще имат върху червейната дупка?
Хсу: За да получите много странната екзотична материя, за която споменах преди това с много отрицателно налягане, се оказва, че уравненията показват, че когато насилвате налягането да бъде толкова отрицателно, винаги има някакъв нестабилен режим в материята, което означава, че ако сте били за да забиете апарата си, може да откриете екзотичната материя - която стабилизира червейната дупка - просто се срива в куп снимки или нещо подобно.
Фрейзър: Въпрос на това, че не удряте устройството си, или теоретично е невъзможно да достигнете стабилна точка?
Хсу: Бих казал, че теоретично е невъзможно да се изгради класическа материя, която да е стабилна и да стабилизира червей. Може да попитате, може би просто ще избегна нещата, но ако трябва да изпратите човек през дупката за дупки, то само по себе си ще даде удар и много вероятно ще доведе до разпадане на цялото нещо.
Фрейзър: Нека кажем, че не сте искали да изпращате хора, а просто сте искали някакъв начин за изпращане на информация - да говорите назад във времето.
Хсу: Това не е изключено. Оказва се, че ограниченията, които произвеждаме, имат общо с материята, в която квантовите ефекти са сравнително малки. Ако имате материя, в която квантовите ефекти са много големи, тогава все още бихте могли да имате стабилен червей. Самият червей ще бъде размит по квантов начин. Тръбата на червейната дупка би се колебала като квантово състояние. Сега това не ви пречи да изпратите съобщение навреме; може да се наложи да се опитате да изпратите съобщението много пъти, за да го накарате да отиде там, където искате да отиде. Но, може би все пак бихте могли да изпратите съобщение. Изпращането на човек може да бъде опасно, ако червейът се колебае, тъй като човекът може да се окаже на неправилно място или в неподходящо време.
Фрейзър: Чух оценки, че изграждането на червей ще изисква повече енергия от цялата Вселена. Имате ли някакви изчисления в този смисъл?
Хсу: Нашите изчисления не показват непременно това. Необходимо е огромно количество енергийна плътност, за да се създаде червейна дупка, която е достатъчно голяма, за да може човек да се побере. Но обикновено като се има предвид този проблем, вие приемате, че каквото и да се опитва да направи това, цивилизацията има произволно напреднали технологии. Това, което се опитваме да разберем, е дали има ограничение, което не идва от технологиите, а наистина идва от основните закони на физиката.
Фрейзър: И къде ще ви води изследванията от този момент нататък? Има ли нещо, за което все още не сте сигурни?
Хсу: Резултатът ни главно е да се справим с класическите дупки, или дупки, чието космическо време не е много квантово механично, и все още сме заинтересовани да видим дали можем да разширим нашите резултати, за да обхванем дупки, в които пространството е размито.
Фрейзър: Има някаква нова работа върху тъмната енергия, където те казват, че ефектът на тъмната енергия изглежда се случва във Вселената, че се ускорява. Или има нова форма на енергия, която не е била наблюдавана преди, или може би е разбивка в теориите на Айнщайн на голямо ниво. Ако част от тази работа започне да показва, че може би относителността на Айнщайн не е в състояние да го обясни на по-голямо ниво, ще има ли това отражение върху класическото разбиране на това какво представлява червей?
Хсу: В контекста на тъмната енергия, тъй като това е нещо, което засяга мащабната структура на Вселената, поведението на Вселената по скалата на дължината на мегапарсесите, винаги е възможно Общата относителност като теория да се променя на много големи разстояния и защото не успяхме да го тестваме на тези разстояния. Така че винаги е възможно заключенията, които получавате от относителността, да не са приложими. В нашия случай скалата на дължината, над която използваме Обща относителност, е на размера на човека. Така че би било малко изненадващо, ако General Relativity се развалиха вече при тези мащаби на дължината, въпреки че е възможно.
Фрейзър: Така че е по-малко от малката страна това, което гледате. Все още обяснява нещата доста добре в този мащаб.
Хсу: Точно, има по-силни експериментални тестове с обща относителност или поне нютонова гравитация на дължина на скалата на метри от мегапарсеките. Така че ние сме малко по-уверени, че математическата формулировка на гравитацията, която използваме, е правилна.
Фрейзър: Ако исках да прекося Вселената доста бързо, вместо това трябва да погледна към основополагащото устройство, или може би просто обикновеното старо движение в редовно пространство.
Хсу: Аз съм голям почитател на научната фантастика и съм бил още от дете, но като учен би трябвало да кажа, че изглежда, че нашата Вселена изглежда не е създадена по много удобен начин за хората от звезда в звезда. И научната фантастика, която в крайна сметка остава близо до нашето Слънце, но правим невероятни неща с биоинженеринг или информационни технологии или A.I. изглежда по-вероятно да бъдат осъществими с нашите физически закони, отколкото Star Trek.
