چگونه یک کرمچاله را تا همیشه باز نگهداریم؟

به سفر در یک کرمچاله علاقمندید؟

ما هرگز کاملا مطمئن نبوده‌ایم که آیا این دروازه‌ها در فضازمان می‌توانند به اندازه‌ی کافی باز بمانند که چیزی بتواند از درونشان بگذرد یا نه. اکنون محاسبه‌ها نشان می‌دهند که آنها می‌توانند تا مدتی پایدار بمانند- شاید تا زمانی که خود کیهان هست.

کرمچاله‌ها اساسا دو سیاهچاله‌ی پیوسته به یکدیگرند. از دید نظری، دو گونه کرمچاله می‌تواند وجود داشته باشد. یکی کرمچاله‌ی گذرناپذیر (غیر قابل عبور) است که مانند اتاقی با دو در است که تنها می‌تواند از بیرون به کار رود: این درها سیاهچاله‌هایی هستند که همه چیز می‌تواند واردشان شود، ولی هرگز بیرون نمی‌آید. دیان‌دیان وانگ از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا می‌گوید: «اینها چندان جالب نیستند، زیرا اگر فضانوردی که به اندازه‌ی کافی شجاع است واردشان شود، دیگر نمی‌تواند برگردد تا داستانش را برای ما بگوید.»

کرمچاله‌های گذرپذیر هم محتمل هستند، ولی هنوز نمی‌دانیم آنها می‌توانند به اندازه‌ی کافی باز بمانند که چیزی عملا از درونشان بگذرد یا نه.

برای این که چنین کرمچاله‌ای پدید بیاید، فضازمان باید تغییر شکل داده و از یک ورق تخت (مسطح) به ورقی که سوراخ‌هایی در آنست تبدیل شود. در فیزیک کلاسیک چنین چیزی نمی‌تواند رخ دهد. ولی گویا قوانین مکانیک کوانتوم اجازه‌ی تغییر شکل خود بخود را به فضازمان میدهد، هرچند که به احتمال بسیار این تنها برای بازه‌های زمانی بسیار کوتاه خواهد بود.

وانگ اکنون روی سناریویی کار کرده که نظریه‌ی ریسمان را هم در بر دارد، و در آن، اجزای بنیادین واقعیت ریسمان‌های کوچکند. اگر یکی از این ریسمان‌ها بشکند، می‌تواند یک سیاهچاله‌ی گذرپذیر پدید بیاورد. وانگ میگوید: «این [ریسمان] انرژی در خود دارد، و هنگامی که می‌شکند، انرژی‌اش به دو سیاهچاله در دو سرِ ریسمان تبدیل می‌شود.»

پژوهشگران در گذشته هم این احتمال را نشان داده بوده‌اند، ولی به نظر می‌رسد این انرژی باعث می‌شود دو سیاهچاله به سرعت از هم جدا شوند و کرمچاله را پاره کنند.

اکنون بر پایه‌ی محاسبه‌های وانگ و گروهش، خمیدگی (انحنای) فضازمان می‌تواند این شتاب را خنثا کرده و سیاهچاله‌ها را پایدار نگه دارد و بگذارد دهانه‌ی کرمچاله باز بماند. این سناریو بی‌اندازه بعید است، و هر چه کرمچاله بلندتر باشد و هر چه دو سیاهچاله بزرگ‌تر باشند، بعیدتر هم می‌شود.

این بدان معناست که کرمچاله‌ای که به اندازه‌ی کافی برای گذشتن یک انسان بزرگ باشد، بسیار احتمالش کمتر است تا کرمچاله‌ای که به اندازه‌ی فرستادن نور از درونش است. ولی به لطف مکانیک کوانتوم، احتمال روی دادن هر دو بالاتر از صفر است.

کرمچاله‌ی ابدی

گروه وانگ این را هم محاسبه کردند که اگر یک کرمچاله‌ی گذرپذیر شکل بگیرد، می‌تواند دستکم تا کیهان وجود دارد پایدار بماند- شاید هم برای همیشه.

آرون وال از دانشگاه کمبریج می‌گوید: «پژوهش گذشته‌ی ما نشان می‌داد که کرمچاله‌ها می‌توانند گذرپذیر باشند. ولی ما فرآیندی برای پدید آوردن کرمچاله تعریف نکردیم.» او می‌گوید محاسبه‌های وانگ نشان می‌دهد که چگونه یک کرمچاله می‌تواند از یک شکستگی پدید بیاید.

با این وجود، وال خاطرنشان می‌کند که کرمچاله‌های وانگ نمی‌توانند برای سفر در زمان یا حرکت سریع‌تر از نور به کار روند. او می‌گوید با سفر در این کرمچاله‌ها همچنان سرعتی محدود و کمتر از سرعت نور خواهید داشت.

این پژوهشگران جزییات پژوهش خود را در نشریه‌ی "کلاسیکال اند کوانتوم گراویتی" منتشر کرده‌اند.

* با سپاس از مهران مرتضایی گرامی

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

wormhole - space-time - black hole - non-traversable wormhol - Diandian Wang - University of California - Santa Barbara - quantum mechanics - traversable wormhole - string theory - Aron Wall - University of Cambridge - Classical and Quantum Gravity

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان و با سپاس از مهران مرتضایی گرامی