Ormehuller lurer muligvis i universet - og nye undersøgelser foreslår måder at finde dem på

Albert Einsteins generelle relativitetsteori ændrede dybtgående vores tænkning om grundlæggende begreber i fysik, såsom tid og rum. Men det efterlod os også nogle dybe mysterier. Det ene var sorte huller, som kun entydigt er blevet opdaget i løbet af de sidste par år. Et andet var "ormehuller" - broer, der forbinder forskellige punkter i rumtiden, giver i teorien genveje til rumrejsende.

Ormehuller er stadig i fantasiens rige. Men nogle videnskabsmænd tror, ​​at vi snart vil være i stand til at finde dem, også. I løbet af de sidste par måneder, flere nye undersøgelser har foreslået spændende veje frem.

Sorte huller og ormehuller er specielle typer af løsninger til Einsteins ligninger, opstår, når rumtidens struktur bøjes kraftigt af tyngdekraften. For eksempel, når stof er ekstremt tæt, rumtidens stof kan blive så buet, at ikke engang lys kan slippe ud. Dette er et sort hul.

Da teorien tillader rumtidens stof at blive strækket og bøjet, man kan forestille sig alle mulige konfigurationer. I 1935, Einstein og fysiker Nathan Rosen beskrev, hvordan to ark rumtid kan sættes sammen, skabe bro mellem to universer. Dette er én slags ormehul – og siden da har man forestillet sig mange andre.

Nogle ormehuller kan være "gennemsigtige", hvilket betyder, at mennesker måske kan rejse gennem dem. For det dog de skal være tilstrækkeligt store og holdes åbne mod tyngdekraften, som forsøger at lukke dem. At presse rumtiden udad på denne måde ville kræve enorme mængder "negativ energi".

Lyder det som sci-fi? Vi ved, at negativ energi eksisterer, små mængder er allerede blevet produceret i laboratoriet. Vi ved også, at negativ energi ligger bag universets accelererede udvidelse. Så naturen kan have fundet en måde at lave ormehuller på.

Finder ormehuller på himlen

Hvordan kan vi nogensinde bevise, at der findes ormehuller? I et nyt blad, offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Society, Russiske astronomer antyder, at de kan eksistere i centrum af nogle meget lyse galakser, og foreslå nogle observationer for at finde dem. Dette er baseret på, hvad der ville ske, hvis stof, der kom ud af den ene side af ormehullet, kolliderede med stof, der faldt i. Beregningerne viser, at styrtet ville resultere i en spektakulær visning af gammastråler, som vi kunne forsøge at observere med teleskoper.

Denne stråling kunne være nøglen til at skelne mellem et ormehul og et sort hul, tidligere antaget at kunne skelnes udefra. Men sorte huller skulle producere færre gammastråler og udstøde dem i en stråle, mens stråling produceret via et ormehul ville være begrænset til en kæmpe kugle. Selvom den form for ormehul, der tages i betragtning i denne undersøgelse, kan krydses, det ville ikke gøre for en behagelig tur. Fordi det ville være så tæt på midten af ​​en aktiv galakse, de høje temperaturer ville brænde alt til en sprød. Men dette ville ikke være tilfældet for alle ormehuller, såsom dem længere fra det galaktiske centrum.

Tanken om, at galakser kan rumme ormehuller i deres centre, er ikke ny. Tag sagen om det supermassive sorte hul i hjertet af Mælkevejen. Dette blev opdaget ved omhyggeligt at spore stjernernes kredsløb nær det sorte hul, en stor præstation, som blev tildelt Nobelprisen i fysik i 2020. Men et nyligt papir har foreslået, at denne tyngdekraft i stedet kan være forårsaget af et ormehul.

I modsætning til et sort hul, et ormehul kan "lække" noget tyngdekraft fra genstandene på den anden side. Denne uhyggelige gravitationshandling ville tilføje et lille spark til stjernernes bevægelser nær det galaktiske centrum. Ifølge denne undersøgelse, den specifikke effekt bør kunne måles i observationer i den nærmeste fremtid, når følsomheden af ​​vores instrumenter bliver en lille smule mere avanceret.

Tilfældigvis, endnu en ny undersøgelse har rapporteret opdagelsen af ​​nogle "ulige radiocirkler" på himlen. Disse cirkler er mærkelige, fordi de er enorme og alligevel ikke forbundet med noget synligt objekt. For nu, de trodser enhver konventionel forklaring, så ormehuller er blevet fremført som en mulig årsag.

En dåse orme

Ormehuller holder et stærkt greb om vores kollektive fantasi. På en måde, de er en dejlig form for eskapisme. I modsætning til sorte huller, som er lidt skræmmende, da de fanger alt, hvad der begiver sig ind, ormehuller kan give os mulighed for at rejse til fjerne steder hurtigere end lysets hastighed. De kan faktisk endda være tidsmaskiner, giver en måde at rejse baglæns på - som foreslået af afdøde Stephen Hawking i sin sidste bog.

Ormehuller dukker også op i kvantefysikken, som styrer atomernes og partiklernes verden. Ifølge kvantemekanikken, partikler kan springe ud af det tomme rum, for blot at forsvinde et øjeblik senere. Dette er set i utallige eksperimenter. Og hvis der kan skabes partikler, hvorfor ikke ormehuller? Fysikere mener, at ormehuller kan være dannet i det tidlige univers fra et skum af kvantepartikler, der popper ind og ud af eksistensen. Nogle af disse "ur-ormehuller" findes muligvis stadig i dag.

Nylige eksperimenter med "kvanteteleportation" - en "ulegemelig" overførsel af kvanteinformation fra et sted til et andet - har vist sig at virke på en uhyggelig måde som to sorte huller forbundet gennem et ormehul. Disse eksperimenter ser ud til at løse "kvanteinformationsparadokset", hvilket tyder på, at fysisk information kan forsvinde permanent i et sort hul. Men de afslører også en dyb forbindelse mellem de notorisk uforenelige teorier om kvantefysik og tyngdekraft – hvor ormehuller er relevante for begge – som kan være medvirkende til konstruktionen af ​​en "teori om alt".

Det faktum, at ormehuller spiller en rolle i disse fascinerende udviklinger, vil næppe gå ubemærket hen. Vi har måske ikke set dem, men de kunne bestemt være derude. De kan endda hjælpe os med at forstå nogle af de dybeste kosmiske mysterier, såsom om vores univers er det eneste.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.