Ormehull: Hva er de og kan vi bruke dem?

Et science-fiction-titt på et romfartøy som reiser gjennom et ormehull til en annen galakse. Så langt har ikke forskere funnet en måte å gjøre slik teknologi mulig på. NASA

Romreise gjennom ormehull høres ut som en ganske interessant idé. Hvem vil vel ikke ha teknologien til å hoppe i et skip, finne det nærmeste ormehullet og reise til fjerne steder på kort tid? Det ville gjøre romreise så enkelt! Selvfølgelig dukker ideen opp i science-fiction-filmer og -bøker hele tiden. Disse 'tunnelene i rom-tid' tillater visstnok karakterer å bevege seg gjennom rom og tid i et hjerteslag, og karakterene trenger ikke å bekymre seg for fysikk.

Er ormehull ekte? Eller er de bare litterære verktøy for å holde science-fiction-plott i gang. Hvis de eksisterer, hva er den vitenskapelige forklaringen bak dem? Svaret kan være litt av hvert. Imidlertid, de er en direkte konsekvens av generell relativitetsteori , teorien først utviklet av Albert Einstein tidlig på 1900-tallet. Det betyr imidlertid ikke nødvendigvis at de eksisterer eller at folk kan reise gjennom dem i romskip. For å forstå hvorfor de til og med er en idé for romfart, er det viktig å vite litt om vitenskapen som kan forklare dem.

Hva er ormehull?

Et ormehull er ment å være en måte å passere gjennom rom-tid som forbinder to fjerne punkter i rommet. Noen eksempler fra populær fiksjon og filmer inkluderer filmen Interstellar , der karakterene brukte ormehull som portaler til fjerne deler av galaksen. Imidlertid er det ingen observasjonsbevis for at de eksisterer, og det er ingen empiriske bevis for at de ikke er der ute et sted. Trikset er å finne dem og deretter finne ut hvordan de fungerer.

En måte for et stabilt ormehull å eksistere, er at det skapes og støttes av en slags eksotisk materiale. Enkelt sagt, men hva er eksotisk materiale? Hvilken spesiell egenskap må den ha for å lage ormehull? Teoretisk sett må slike 'ormehullsting' ha 'negativ' masse. Det er akkurat det det høres ut som: materie som har en negativ verdi, i stedet for vanlig materie, som har en positiv verdi. Det er også noe forskerne aldri har sett.

Nå er det mulig for ormehull å spontant dukke opp ved hjelp av dette eksotiske stoffet. Men det er et annet problem. Det ville ikke være noe å støtte dem, så de ville øyeblikkelig kollapse tilbake i seg selv. Ikke så bra for noe skip som tilfeldigvis passerer på den tiden.

Sorte hull og ormehull

Så hvis spontane ormehull ikke er brukbare, er det en annen måte å lage dem på? Teoretisk sett ja, og det har vi svarte hull å takke for. De er involvert i et fenomen kjent som en Einstein-Rosen-bro. Det er i hovedsak et ormehull skapt på grunn av den enorme forvrengningen av rom-tid ved effekten av en svart hull . Nærmere bestemt må det være et Schwarzschild-svart hull, et som har en statisk (uforanderlig) mengde masse, som ikke roterer og ikke har noen elektrisk ladning.

Så hvordan ville det fungere? I hovedsak når lys faller inn i det sorte hullet, vil det passere gjennom et ormehull og flykte ut på den andre siden, gjennom en gjenstand kjent som et hvitt hull. Et hvitt hull ligner på et svart hull, men i stedet for å suge inn materiale, avviser det materiale. Lys ville bli akselerert bort fra et hvitt hulls 'utgangsportal' ved, vel, den lysets hastighet , noe som gjør det til et lyst objekt, derav begrepet 'hvitt hull.'

Selvfølgelig biter virkeligheten her: det ville være upraktisk å prøve å passere gjennom ormehullet til å begynne med. Det er fordi passasjen ville kreve å falle ned i et svart hull, som er en bemerkelsesverdig dødelig opplevelse. Alt som passerer hendelseshorisonten vil bli strukket og knust, som inkluderer levende vesener. For å si det enkelt, det er ingen måte å overleve en slik tur.

Kerr-singulariteten og farbare ormehull

Det er enda en situasjon der et ormehull kan oppstå, fra noe som kalles et Kerr-svart hull. Det ville se ganske annerledes ut enn en vanlig 'punktsingularitet', som er det astronomer tror utgjør sorte hull. Et Kerr sort hull ville orientere seg i en ringformasjon, og effektivt balansere den enorme gravitasjonskraften med rotasjonstregheten til singulariteten.

Siden det sorte hullet er 'tomt' i midten kan det være mulig å passere gjennom det punktet. Forvrengningen av rom-tid i midten av ringen kan fungere som et ormehull, slik at reisende kan passere til et annet punkt i rommet. Kanskje på den andre siden av universet, eller i et annet univers sammen. Kerr-singulariteter har en klar fordel i forhold til andre foreslåtte ormehull ettersom de ikke krever eksistensen og bruken av eksotisk 'negativ masse' for å holde dem stabile. Imidlertid har de ennå ikke blitt observert, bare teoretisert.

Kan vi en dag bruke ormehull?

Sett til side de tekniske aspektene ved ormehullmekanikk, er det også noen harde fysiske sannheter om disse objektene. Selv om de eksisterer, er det vanskelig å si om folk noen gang kan lære å manipulere dem. I tillegg har menneskeheten egentlig ikke engang stjerneskip ennå, så å finne ut måter å bruke ormehull på er å sette vognen foran hesten.

Det er også det åpenbare spørsmålet om sikkerhet. På dette tidspunktet vet ingen nøyaktig hva de kan forvente inne i et ormehull. Vi vet heller ikke nøyaktig HVOR et ormehull kan sende et skip. Det kan være i vår egen galakse, eller kanskje et annet sted i det fjerne universet. Her er også noe å tygge på. Hvis et ormehull tok et skip fra galaksen vår til et annet milliarder lysår unna, er det et helt spørsmål om tid å vurdere. Transporterer ormehullet øyeblikkelig? I så fall, NÅR kommer vi til den fjerne kysten? Ignorerer reisen utvidelsen av rom-tid?

Så selv om det sikkert kan være det mulig for at ormehull skal eksistere og fungere som portaler over universet, er det betydelig mindre sannsynlighet for at folk noen gang vil kunne finne en måte å bruke dem på. Fysikken fungerer rett og slett ikke. Ennå.

Redigert og oppdatert avCarolyn Collins Petersen