Νέες υποθέσεις για τις σκουληκότρυπες εξερευνούν εάν θα μπορούσαν να είναι διελεύσιμες από ανθρώπους

17/03/2021

του Κωνσταντίνου Ζώκου

Μια «σκουληκότρυπα» θεωρείται ότι είναι μια υποθετική παράκαμψη – μια σήραγγα μέσω του χωροχρόνου – που θα μπορούσε να συνδέσει μια μεριά ενός γαλαξία με μια άλλη. Η ιδέα της σκουληκότρυπας είναι τόσο παλιά όσο και η ιδέα της μαύρης τρύπας. Αν και η επιστημονική φαντασία τις έχει χρησιμοποιήσει στις ιστορίες της, η ύπαρξη των σκουληκότρυπων είναι δύσκολο να αιτιολογηθεί θεωρητικά και η ύπαρξή της παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. Ακόμη και αν θα μπορούσε να διαμορφωθεί μια σκουληκότρυπα, η βαρυτική έλξη της ύλης στο εσωτερικό της θα προκαλούσε κατά πάσα πιθανότητα το κλείσιμο του λαιμού της (το στενότερο σημείο της σήραγγας), εμποδίζοντας το ταξίδι από την μια μεριά στην άλλη.

Βέβαια, θεωρητικοί έχουν προτείνει τρόπους να κρατηθεί μια σκουληκότρυπα ανοιχτή, συνήθως προσθέτοντας εξωτική ύλη της οποίας οι ιδιότητες αντιστέκονται στην βαρυτική κατάρρευση. Το καινούργιο που κομίζει η νέα εργασία του Jose Blázquez-Salcedo και των συνεργατών του στο Complutense University of Madrid [1], είναι ότι έχουν βρει μια λύση διελεύσιμης σκουληκότρυπας η οποία δεν απαιτεί εξωτική ύλη. Η ομάδα μοντελοποίησε την σκουληκότρυπά της χρησιμοποιώντας ένα ημικλασικό πλαίσιο, στο οποίο η ύλη αντιμετωπίζεται ως ένα σύνολο κοινών φερμιονίων (σωμάτια με σπιν -1/2, όπως τα ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο) που περιγράφονται με κβαντικές κυματοσυναρτήσεις. Η ύλη αλληλεπιδρά μέσω ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, πράγμα που απλοποιεί τις εξισώσεις.

Μεταβάλλοντας παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένων του φορτίου και της μάζας των φερμιονίων, ο Blázquez-Salcedo και οι συνεργάτες του βρήκαν ότι θα μπορούσαν να υπάρξουν διελεύσιμες σκουληκότρυπες όταν ο λόγος του ολικού φορτίου προς την ολική μάζα μέσα στη σκουληκότρυπα υπερβαίνει ένα θεωρητικό όριο που εφαρμόζεται στις μαύρες τρύπες. Οι ερευνητές εικάζουν ότι η λύση αυτή θα μπορούσε να παραμείνει έγκυρη σε ένα πιο πλήρες μοντέλο, όπου τα πεδία που αντιστοιχούν στις αλληλεπιδράσεις της ύλης είναι κβαντισμένα.

Όμως οι σκουληκότρυπες που ο Blázquez-Salcedo και οι συνεργάτες του οραματίζονται είναι μικροσκοπικές – πολύ μικρές για να χωρέσει οποιοσδήποτε άνθρωπος. Από τη μεριά τους, ο Juan Maldacena από το Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών, στο New Jersey και ο Alexey Milekhin από το Πανεπιστήμιο Princeton ερεύνησαν για σκουληκότρυπες που θα παρείχαν ασφαλές πέρασμα σε έναν θαρραλέο ταξιδιώτη. Το μοντέλο τους υποθέτει σκουληκότρυπες σε έναν πενταδιάστατο χωρόχρονο, όπως προτείνεται σε ορισμένες κοσμολογίες θεωρίας των χορδών. Οι ερευνητές δείχνουν ότι μια φιλική στον άνθρωπο σκουληκότρυπα – με επιτάχυνση μικρότερη από 20g – θα μπορούσε να επιτρέψει μια διαγαλαξιακή εκδρομή σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Αυτή η σύντομη διάρκεια θα ίσχυε μόνο για ένα άτομο στην σκουληκότρυπα, καθώς ένας εξωτερικός παρατηρητής θα μετρούσε το ταξίδι να κρατάει χιλιάδες χρόνια.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στις δημοσιεύσεις:
[a] Traversable Wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell Theory. Physical Review Letters.
[b] Humanly traversable wormholes. Physical Review D.

Σημειώσεις egno:
[1] Ένα Πανεπιστήμιο της Μαδρίτης με μια πολύ ενδιαφέρουσα ιστορία, που η αρχή του πηγαίνει πίσω στο 1293, με το πρώτο ex-novo πανεπιστημιακό campus στην ιστορία. Η ονομασία του (Complutense) εντοπίζεται στα 1499 και σημαίνει “ιθαγενή του Complutum”, αρχαίο Ρωμαϊκό καταυλισμό στην περιοχή που σήμερα βρίσκεται η πόλη Alcalá de Henares, κοντά στη Μαδρίτη. [Μερικά στοιχεία για χαλάρωση: Το Complutum, φαίνεται ότι σημαίνει «συμβολή», αλλά και διασταύρωση και συγκέντρωση, όπου τα νερά από δυο ροές ή από βροχή μαζεύονται μαζί και ρέουν σε ένα κανάλι: ο Ρωμαϊκός καταυλισμός ήταν χτισμένος σε μια τέτοια συμβολή. Προέρχεται από το compluit (cum + pluit) και συνδέεται με τον όρο compluvium, ένα ορθογώνιο ανοιχτό χώρο, στο μέσο ενός Ρωμαϊκού σπιτιού, όπου συλλέγονταν το νερό της βροχής που έπεφτε από τη γύρω στέγη και το οδηγούσε σε μια λεκάνη, το impluvium]. Το Πανεπιστήμιο μετακινήθηκε το 1836 στη Μαδρίτη και έγινε γνωστό ως Κεντρικό Πανεπιστήμιο. Το 1970 πήρε την τελική του ονομασία.

ΠΗΓΗ: egno.gr