Σκουληκότρυπα
Η σκουληκότρυπα είναι ένα θεωρητικό πέρασμα στο διάστημα που δημιουργεί μια συντόμευση στο χρόνο και στο χώρο. Δεν είναι γνωστό αν υπάρχουν ή όχι.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν υπήρχαν σκουληκότρυπες δεν θα μπορούσαν να κατασκευαστούν με παραδοσιακές επιστημονικές μεθόδους. Για να κρατηθεί μια σκουληκότρυπα ανοιχτή, θα χρειαζόταν μια μορφή θεωρητικής εξωτικής ύλης. Διαφορετικά, η σκουληκότρυπα θα εξαφανιζόταν πολύ γρήγορα μετά τη δημιουργία της. Αν σχεδιαστεί σε ένα δισδιάστατο επίπεδο, η σκουληκότρυπα λυγίζει το επίπεδο, όπως όταν διπλώνουμε ένα χαρτί, έτσι ώστε τα δύο άκρα της να εφάπτονται (όπως φαίνεται στην εικόνα). Ο όρος σκουληκότρυπα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον John Wheeler, θεωρητικό φυσικό. Είναι επίσης γνωστή ως γέφυρα Αϊνστάιν-Ρόζεν. Μια σκουληκότρυπα μοιάζει πολύ με ένα τούνελ με δύο άκρα το καθένα σε ξεχωριστά σημεία του χωροχρόνου. Οι ερευνητές δεν έχουν παρατηρησιακά στοιχεία για τις σκουληκότρυπες.
Οι σκουληκότρυπες είναι ένα κοινό στοιχείο της επιστημονικής φαντασίας, επειδή επιτρέπουν ταχύτατα διαστρικά, διαγαλαξιακά και μερικές φορές ακόμη και διασυμπαντικά ταξίδια. Στη φαντασία, οι σκουληκότρυπες έχουν επίσης χρησιμεύσει ως μέθοδος για ταξίδια στο χρόνο. Αυτή η δημοφιλής μυθοπλασία επιτρέπει διαστρικά ταξίδια μέσα σε ανθρώπινες ζωές. Αυτό θα επέτρεπε το ταξίδι στο χρόνο, επίσης μια δημοφιλής φαντασία. Μια προτεινόμενη μηχανή χρονοταξιδιού που χρησιμοποιεί μια διαπερατή σκουληκότρυπα θα λειτουργούσε υποθετικά με τον ακόλουθο τρόπο: Το ένα άκρο της σκουληκότρυπας επιταχύνεται σε κάποιο σημαντικό κλάσμα της ταχύτητας του φωτός, ίσως με κάποιο προηγμένο σύστημα προώθησης, και στη συνέχεια επιστρέφει στο σημείο προέλευσης. Εναλλακτικά, ένας άλλος τρόπος είναι να πάρουμε τη μία είσοδο της σκουληκότρυπας και να τη μετακινήσουμε μέσα στο βαρυτικό πεδίο ενός αντικειμένου που έχει μεγαλύτερη βαρύτητα από την άλλη είσοδο, και στη συνέχεια να την επιστρέψουμε σε μια θέση κοντά στην άλλη είσοδο. Και για τις δύο αυτές μεθόδους, η διαστολή του χρόνου κάνει το άκρο της σκουληκότρυπας που έχει μετακινηθεί να έχει γεράσει λιγότερο, ή να έχει γίνει "νεότερο", από το ακίνητο άκρο, όπως το βλέπει ένας εξωτερικός παρατηρητής- ωστόσο, ο χρόνος συνδέεται διαφορετικά μέσα στη σκουληκότρυπα απ' ό,τι έξω από αυτήν, έτσι ώστε τα συγχρονισμένα ρολόγια σε κάθε άκρο της σκουληκότρυπας θα παραμένουν πάντα συγχρονισμένα, όπως τα βλέπει ένας παρατηρητής που περνάει μέσα από τη σκουληκότρυπα, ανεξάρτητα από το πώς μετακινούνται τα δύο άκρα.
Διάγραμμα μιας σκουληκότρυπας Schwarzschild
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η σκουληκότρυπα;
A: Μια σκουληκότρυπα είναι ένα θεωρητικό πέρασμα στο διάστημα που δημιουργεί μια συντομότερη διαδρομή στο χρόνο και το χώρο. Δεν είναι γνωστό αν υπάρχουν ή όχι.
Ερ: Πώς θα μπορούσε να δημιουργηθεί μια σκουληκότρυπα;
Α: Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν υπήρχαν σκουληκότρυπες δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν ακολουθώντας καμία παραδοσιακή επιστημονική μέθοδο. Για να κρατηθεί μια σκουληκότρυπα ανοιχτή, θα χρειαζόταν μια μορφή θεωρητικής εξωτικής ύλης. Διαφορετικά, η σκουληκότρυπα θα εξαφανιζόταν πολύ γρήγορα μετά τη δημιουργία της.
Ερ: Πώς εμφανίζεται σε ένα δισδιάστατο επίπεδο;
Α: Αν σχεδιαστεί σε ένα δισδιάστατο επίπεδο, η σκουληκότρυπα λυγίζει το επίπεδο, όπως όταν διπλώνουμε ένα χαρτί, έτσι ώστε τα δύο άκρα της να εφάπτονται (όπως φαίνεται στην εικόνα).
Ερ: Ποιος χρησιμοποίησε πρώτος τον όρο "σκουληκότρυπα";
Α: Ο όρος "σκουληκότρυπα" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον John Wheeler, έναν θεωρητικό φυσικό. Είναι επίσης γνωστή ως γέφυρα Αϊνστάιν-Ρόζεν.
Ερ: Τι έχουν οι ερευνητές για να αποδείξουν την ύπαρξή τους;
Α: Οι ερευνητές δεν έχουν παρατηρησιακά στοιχεία για τις σκουληκότρυπες.
Ερ: Γιατί εμφανίζονται συχνά σε ιστορίες επιστημονικής φαντασίας;
Α: Οι σκουληκότρυπες εμφανίζονται συχνά σε ιστορίες επιστημονικής φαντασίας επειδή επιτρέπουν γρήγορα διαστρικά, διαγαλαξιακά, και μερικές φορές ακόμη και διασυμπαντικά ταξίδια, τα οποία μπορούν να επιτρέψουν το ταξίδι στο χρόνο εντός της ανθρώπινης ζωής.
Ερ: Πώς θα μπορούσε κανείς να τις χρησιμοποιήσει για ταξίδια στο χρόνο;
Α: Μια προτεινόμενη μηχανή χρονοταξιδιού που χρησιμοποιεί μια διαπερατή σκουληκότρυπα θα λειτουργούσε υποθετικά παίρνοντας τη μία είσοδο της σκουληκότρυπας και μετακινώντας την μέσα στο βαρυτικό πεδίο ενός αντικειμένου που έχει μεγαλύτερη βαρύτητα από την άλλη είσοδο και στη συνέχεια επιστρέφοντας την στην αρχική της θέση κοντά στην άλλη είσοδο. Αυτό προκαλεί διαστολή του χρόνου που κάνει το ένα άκρο της σήραγγας νεότερο από το άλλο όπως το βλέπει ένας εξωτερικός παρατηρητής, αλλά τα συγχρονισμένα ρολόγια σε κάθε άκρο θα παραμείνουν συγχρονισμένα όταν περνούν μέσα από αυτήν, ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλη κίνηση συμβαίνει μεταξύ των δύο άκρων.
