کرم چاله چیست؟

بیگ بنگ: مشابه سیاهچاله ها، کرم چاله ها نیز به عنوان راه حلی معتبر برای معادلات نسبیت عام اینشتین به وجود آمدند و مشابه سیاهچاله عبارت کرم چاله در سال ۱۹۵۷ توسط فیزیکدان امریکایی جان ویلر ابداع شد. آنها هیچوقت به طور مستقیم مشاهده نشدند ولی به شکل غیر منتظره ای از نظر تئوری به آسانی بدست آمدند که برخی از فیزیکدانان امیدوارند شواهدی واقعی از آنها سرانجام کشف شود و یا شکل بگیرد.

به گزارش بیگ بنگ، در سال ۱۹۱۶ فیزیکدان استرالیایی لودویگ فلام، هنگام بررسی راه حل کارل شوارتزشیلد برای معادلات میدان اینشتین برای توصیف شکل خاصی از سیاهچاله ها بنام سیاهچاله شوارتزشیلد، متوجه شد راه حل ِ دیگری برای پدیده ای که بعدها “سفیدچاله” نام گرفت، وجود دارد. سفیدچاله تئوری معکوس زمانی یک سیاهچاله است و در حالی که سیاهچاله به عنوان خلا عمل می کند و هر شکل ماده ی عبوری از افق رویداد را جذب می کند، یک سفیدچاله به عنوان منبع بازگرداننده ماده از افق رویداد عمل میکند. حتی عده ای بر این باورند که در سمت دیگر هر سیاهچاله یک سفیدچاله وجود دارد که همه ی مواد جذب شده ی سیاهچاله را به عالم دیگری وارد می کند و حتی تفکر ما در مورد بیگ بنگ می تواند در حقیقت نتیجه ی چنین پدیده ای باشد.

“فلام” همچنین به این نکته دقت کرد که دو راه حل، دو ناحیه متفاوت در فضا- زمان را توصیف می کنند که از لحاظ ریاضی، حداقل بصورت نظری می توانند به وسیله یک مجرای فضا-زمانی به یکدیگر متصل شوند. سیاهچاله و سفیدچاله میتواند در همان جهان یا عالمی متفاوت به ترتیب وارد و خارج شود. اینشتین همراه با نیتان روسن در سال ۱۹۳۵، این ایده را بررسی کردند و به راه حلی دست یافتند که به نام پل اینشتین _روسن شناخته میشود.(همچنین به عنوان کرم چاله لورنتزی و یا کرم چاله شوارتز شیلد نیز معروف است)

برای تصور بهتر کرم چاله، کاغذی را تصور کنید که دو سمت آن با مداد علامتگذاری شده است(نشانگر دو نقطه در فضا- زمان). خط واصل بین آنها نشان دهنده ی فاصله دو نقطه در فضا-زمان معمولی است. اگر کاغذ را خم و به دو قسمت مساوی تا کنید (معادل تاب دادن شدید فضا- زمان). سپس دو علامت با مداد را روی کاغذ توسط کوتاهترین مسیر ممکن بین دو نقطه به هم اتصال دهید، یک میانبر از طریق فضا- زمان که بسیار شبیه ِ کرم چاله است را ایجاد کرده اید.

برخی تئوری ها نشان می دهند که این نقاط متقابل واقعی برای کرمچاله ها سرانجام ممکن است یافت یا ساخته شوند و به عنوان تونل زمانی یا مسیری میانبر برای سفر فضایی با سرعت بالا بین دو نقطه مجزا یا حتی برای سفر زمانی، کاربردی باشند. با این وجود یک خاصیت عمومی پذیرفته شده در مورد کرم چاله ها این است که ذاتا به شدت ناپایدار هستند و احتمالا سریعا دچار فروپاشی می شوند. به گفته ی محققان حتی اگر کوچکترین شکل ماده (حتی یک تک فوتون ) از طریق آنها بخواهد عبور کند، کرمچاله ها بصورت آنی دچار فروپاشی می شوند.

اگرچه برخی روش های تئوری پیرامون این مسئله پیشنهاد شده اند(برای مثال استفاده از ریسمانهای کیهانی یا ماده منفی یا ماده مرموز با انرژی منفی) تا از کرم چاله ها بعنوان یک مسئله سخت و بسته جلوگیری شود و این اجرام همچنان ایده ای گسترده در حوزه علمی- تخیلی باقی بمانند؛ با این وجود هنوز از لحاظ ریاضی برخی تردیدها در مورد نوع ماده مرموز با چگالی انرژی منفی که یک نیاز ِ مطلق برای کرم چاله هاست، اثبات نشده است. اگر مشخص شود که چنین ماده ی مرموزی هم نمی تواند وجود داشته باشد، همچنان امکان کاربردهای عملی از نظریه، باقی می ماند.

چون کرم چاله یک مجرا از طریق فضا -زمان چهار بعدی است نه فقط از طریق فضا، استیون هاوکینگ و دیگران فرض کردند که کرم چاله از لحاظ تئوری می تواند برای سفر در زمان و بخصوص برای سفرهای فضایی مورد استفاده قرار گیرد. اگر چه به شکل گسترده ای محققان بر این عقیده اند که سفر به گذشته ناشی از تضاد ذاتی این مسئله، هیچگاه امکان پذیر نیست.

ترجمه: محمد حسینی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: physicsoftheuniverse.com

کرم چاله چیست؟, ۴٫۳ out of 5 based on 7 ratings