Σύμφωνα με μια νέα θεωρία, μια μαύρη τρύπα είναι στην πραγματικότητα μια σήραγγα ανάμεσα στα σύμπαντα
Ως μέρος μιας κοσμικής ρωσικής κούκλας, το σύμπαν μας μπορεί να είναι άψογα φωλιασμένο μέσα σε μια μαύρη τρύπα που είναι από μόνη της μέρος ενός μεγαλύτερου σύμπαντος. Με τη σειρά του, όλες οι μαύρες τρύπες που βρέθηκαν μέχρι τώρα στο σύμπαν μας - από το μικροσκοπικό έως το υπερμεγέθη - μπορεί να είναι τελικές πόρτες σε εναλλασσόμενες πραγματικότητες.
Σύμφωνα με μια νέα θεωρία, μια μαύρη τρύπα είναι στην πραγματικότητα μια σήραγγα ανάμεσα στα σύμπαντα - ένας τύπος σκουληκότρυπα. Το θέμα που προσελκύει η μαύρη τρύπα δεν καταρρέει σε ένα μόνο σημείο, όπως έχει προβλεφθεί, αλλά μάλλον ξεσπάει μια "λευκή τρύπα" στο άλλο άκρο της μαύρης τρύπας.
Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physics Letters B, ο φυσικός του Πανεπιστημίου της Indiana Nikodem Poplawski παρουσιάζει νέα μαθηματικά μοντέλα της σπειροειδούς κίνησης της ύλης που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα. Οι εξισώσεις του υποδηλώνουν ότι αυτές οι σκουληκότρυπες είναι βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις για τις "χωρικές ιδιότητες" που ο Albert Einstein προέβλεψε ότι βρίσκονται στα κέντρα των μαύρων τρυπών.
Σύμφωνα με τις εξισώσεις του Αϊνστάιν για γενική σχετικότητα, οι ιδιομορφίες δημιουργούνται κάθε φορά που η ύλη σε μια δεδομένη περιοχή γίνεται υπερβολικά πυκνή, όπως θα συνέβαινε στην εξαιρετικά πυκνή καρδιά μιας μαύρης τρύπας.
Η θεωρία του Αϊνστάιν υποδεικνύει ότι οι ιδιομορφίες δεν καταλαμβάνουν χώρο, είναι άπειρα πυκνές και είναι άπειρα ζεστές - μια έννοια υποστηριζόμενη από πολλές γραμμές έμμεσων αποδεικτικών στοιχείων, αλλά παρόλα αυτά τόσο ξεπερασμένη, που πολλοί επιστήμονες δυσκολεύονται να την δεχτούν. Εάν ο Poplawski είναι σωστός, μπορεί να μην χρειάζεται πλέον.
Σύμφωνα με τις νέες εξισώσεις, οι μαύρες τρύπες που απορροφούν και φαινομενικά καταστρέφονται εξουδετερώνονται και γίνονται οι δομικές μονάδες για τους γαλαξίες, τα αστέρια και τους πλανήτες σε μια άλλη πραγματικότητα.
Η έννοια των μαύρων τρυπών ως σκουληκότρυπες μπορεί να εξηγήσει ορισμένα μυστήρια στη σύγχρονη κοσμολογία, είπε ο Poplawski. Για παράδειγμα, η θεωρία του Big Bang λέει ότι το σύμπαν ξεκίνησε ως μοναδικότητα. Αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν καμία ικανοποιητική εξήγηση για το πώς θα μπορούσε να σχηματίστηκε μια τέτοια ιδιαιτερότητα.
Αν το σύμπαν μας είχε γεννηθεί από μια λευκή τρύπα αντί για μια ιδιαιτερότητα, είπε ο Poplawski, «θα λύσει αυτό το πρόβλημα των ξεχωριστών μαύρων τρυπών και της ιδιαιτερότητας της μεγάλης έκρηξης.» Οι σκουληκότρυπες θα μπορούσαν επίσης να εξηγήσουν τις εκρήξεις των ακτίνων γ, οι δεύτερες πιο ισχυρές εκρήξεις σύμπαν μετά από το μεγάλο κτύπημα. Οι εκρήξεις ακτίνων Gam συμβαίνουν στα περιθώρια του γνωστού κόσμου. Φαίνονται να συνδέονται με υπερκαινοφανείς ή αστρικές εκρήξεις σε μακρινούς γαλαξίες, αλλά οι ακριβείς πηγές τους είναι ένα μυστήριο.
Ο Poplawski προτείνει οι εκρήξεις να είναι απορρίψεις ύλης από εναλλασσόμενα σύμπαντα. Το θέμα, λέει, μπορεί να διαφύγει στο σύμπαν μας μέσα από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - τις σκουληκότρυπες - στις καρδιές αυτών των γαλαξιών, αν και δεν είναι σαφές πώς θα ήταν εφικτό αυτό.
 |
| Μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα κάθεται μέσα στον γαλαξία Centaurus A, όπως φαίνεται σε μια σύνθετη εικόνα |
"Είναι μια τρελή ιδέα, αλλά ποιος ξέρει;" είπε. Υπάρχει τουλάχιστον ένας τρόπος να δοκιμάσουμε τη θεωρία του Poplawski: Ορισμένες από τις μαύρες τρύπες του σύμπαντος μας περιστρέφονται και εάν το σύμπαν μας γεννήθηκε μέσα σε μια παρόμοια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, τότε το σύμπαν μας θα πρέπει να έχει κληρονομήσει την περιστροφή του γονικού αντικειμένου. Εάν τα μελλοντικά πειράματα αποκαλύψουν ότι το σύμπαν μας φαίνεται να περιστρέφεται σε μια προτιμώμενη κατεύθυνση, θα ήταν έμμεση απόδειξη για τη στήριξη της θεωρίας της σκουληκότρυπας, είπε ο Poplawski.
Η θεωρία της σκουληκότρυπας μπορεί επίσης να βοηθήσει να εξηγήσει γιατί ορισμένα χαρακτηριστικά του σύμπαντος μας αποκλίνουν από τη θεωρία που προβλέπει η θεωρία, σύμφωνα με τους φυσικούς.
Με βάση το πρότυπο μοντέλο της φυσικής, μετά την μεγάλη έκρηξη, η καμπυλότητα του σύμπαντος θα έπρεπε να έχει αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου, έτσι ώστε τώρα - 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα - να φαίνεται ότι κάθεται στην επιφάνεια ενός κλειστού, σφαιρικού σύμπαντος. Αλλά οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το σύμπαν φαίνεται επίπεδη προς όλες τις κατευθύνσεις. Επιπλέον, τα δεδομένα σχετικά με το φως από το πολύ πρώιμο σύμπαν δείχνουν ότι όλα αμέσως μετά το Big Bang ήταν μια αρκετά ομοιόμορφη θερμοκρασία.
Αυτό θα σήμαινε ότι τα μακρύτερα αντικείμενα που βλέπουμε στους αντίθετους ορίζοντες του σύμπαντος ήταν κάποτε αρκετά κοντά για να αλληλεπιδράσουν και να έρθουν σε ισορροπία, όπως μόρια αερίου σε σφραγισμένο θάλαμο. Και πάλι, οι παρατηρήσεις δεν ταιριάζουν με τις προβλέψεις, επειδή τα αντικείμενα που βρίσκονται μακρύτερα μεταξύ τους στο γνωστό σύμπαν είναι τόσο μακριά, ότι ο χρόνος που θα χρειαζόταν για να ταξιδέψουν μεταξύ τους με την ταχύτητα του φωτός υπερβαίνει την ηλικία του σύμπαντος.
Ο πληθωρισμός δηλώνει ότι λίγο μετά το σχηματισμό του σύμπαντος γνώρισε μια ταχεία ανάπτυξη, κατά την οποία ο ίδιος ο χώρος επεκτάθηκε σε ταχύτητες ταχύτερα από το φως. Η επέκταση τεντωμένο το σύμπαν από ένα μέγεθος μικρότερο από ένα άτομο σε αστρονομικές αναλογίες σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Το σύμπαν λοιπόν φαίνεται επίπεδη, διότι η σφαίρα στην οποία κάθεται είναι εξαιρετικά μεγάλη από τη σκοπιά μας - όπως και η σφαίρα της Γης φαίνεται επίπεδη σε κάποιον που στέκεται σε ένα πεδίο. Ο πληθωρισμός εξηγεί επίσης πώς τα αντικείμενα που βρίσκονται τόσο μακριά από το άλλο θα μπορούσαν κάποτε να ήταν αρκετά κοντά για να αλληλεπιδρούν.
Αλλά - αν υποθέσουμε ότι ο πληθωρισμός είναι πραγματικός - οι αστρονόμοι ήταν πάντα πονημένοι για να εξηγήσουν τι την προκάλεσε. Εκεί βρίσκεται η νέα θεωρία της σκουληκότρυπας.
Ο πληθωρισμός δηλώνει ότι λίγο μετά το σχηματισμό του σύμπαντος γνώρισε μια ταχεία ανάπτυξη, κατά την οποία ο ίδιος ο χώρος επεκτάθηκε σε ταχύτητες ταχύτερα από το φως. Η επέκταση τεντωμένο το σύμπαν από ένα μέγεθος μικρότερο από ένα άτομο σε αστρονομικές αναλογίες σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Το σύμπαν λοιπόν φαίνεται επίπεδη, διότι η σφαίρα στην οποία κάθεται είναι εξαιρετικά μεγάλη από τη σκοπιά μας - όπως και η σφαίρα της Γης φαίνεται επίπεδη σε κάποιον που στέκεται σε ένα πεδίο. Ο πληθωρισμός εξηγεί επίσης πώς τα αντικείμενα που βρίσκονται τόσο μακριά από το άλλο θα μπορούσαν κάποτε να ήταν αρκετά κοντά για να αλληλεπιδρούν.
Αλλά - αν υποθέσουμε ότι ο πληθωρισμός είναι πραγματικός - οι αστρονόμοι ήταν πάντα πονημένοι για να εξηγήσουν τι την προκάλεσε. Εκεί βρίσκεται η νέα θεωρία της σκουληκότρυπας.
Σύμφωνα με τον Poplawski, μερικές θεωρίες για τον πληθωρισμό λένε ότι το γεγονός προκλήθηκε από την "εξωτική ύλη", μια θεωρητική ουσία που διαφέρει από την κανονική ύλη, εν μέρει επειδή απωθείται και όχι προσελκύεται από τη βαρύτητα. Με βάση τις εξισώσεις του, ο Poplawski πιστεύει ότι μια τέτοια εξωτική ύλη θα μπορούσε να δημιουργηθεί όταν κάποια από τα πρώτα τεράστια αστέρια κατέρρευσαν και έγιναν σκουληκότρυπες.
"Μπορεί να υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ της εξωτικής ύλης που σχηματίζει σκουληκότρυπες και της εξωτικής ύλης που προκάλεσε τον πληθωρισμό", είπε.
Το νέο μοντέλο δεν είναι το πρώτο που προτείνει ότι υπάρχουν και άλλα σύμπαντα μέσα σε μαύρες τρύπες. Ο Damien Easson, θεωρητικός φυσικός στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα, έκανε τις εικασίες σε προηγούμενες μελέτες.
"Αυτό που είναι νέο εδώ είναι μια πραγματική λύση σκουληκότρυπας γενικής σχετικότητας που δρα ως το πέρασμα από την εξωτερική μαύρη τρύπα στο νέο εσωτερικό σύμπαν. Στην εργασία μας, εμείς απλώς εικάξαμε ότι μια τέτοια λύση θα μπορούσε να υπάρξει, αλλά Poplawski βρήκε μια πραγματική λύση , "Δήλωσε ο Easson, αναφερόμενος στις εξισώσεις του Poplawski (που δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη).
Παρ 'όλα αυτά, η ιδέα είναι ακόμα πολύ κερδοσκοπική, δήλωσε ο Easson σε ένα ηλεκτρονικό μήνυμα. "Είναι δυνατή η ιδέα; Ναί. Είναι πιθανό το σενάριο; Δεν έχω ιδέα.Αλλά είναι σίγουρα μια ενδιαφέρουσα δυνατότητα. Η μελλοντική δουλειά στην κβαντική βαρύτητα - η μελέτη της βαρύτητας στο υποατομικό επίπεδο - θα μπορούσε να τελειοποιήσει τις εξισώσεις και να υποστηρίξει ή να διαψεύσει τη θεωρία του Poplawski ", δήλωσε ο Easson.
Συνολικά, η θεωρία της σκουληκότρυπας είναι ενδιαφέρουσα, αλλά όχι μια σημαντική ανακάλυψη για την εξήγηση της προέλευσης του σύμπαντος μας, δήλωσε ο Ανδρέας Albrecht, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Ντέιβις, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη. Λέγοντας ότι το σύμπαν μας δημιουργήθηκε από ένα πτώμα της ύλης από ένα γονικό σύμπαν, η θεωρία απλά μετατοπίζει το αρχικό γεγονός δημιουργίας σε μια εναλλακτική πραγματικότητα. Με άλλα λόγια, δεν εξηγεί πώς ήλθε το γονικό σύμπαν ή γιατί έχει τις ιδιότητες που έχει - τις ιδιότητες που κληρονόμησε το σύμπαν μας.
"Υπάρχουν πραγματικά πιεστικά προβλήματα που προσπαθούμε να επιλύσουμε και δεν είναι ξεκάθαρο ότι κάτι τέτοιο προσφέρει ένα βήμα προς τα εμπρός με αυτό", είπε.
Ακόμα, ο Albrecht δεν βρίσκει την ιδέα ότι οι σκουληκότρυπες γεφυρώνουν το σύμπαν ανεξάρτητα από την ιδέα των ιδιαιτεροτήτων της μαύρης τρύπας και προειδοποιεί να μην απορρίπτεται η νέα θεωρία απλά επειδή ακούγεται λίγο έξω εκεί.
"Τα πάντα που ζητούν οι άνθρωποι σε αυτή την επιχείρηση είναι πολύ περίεργα", είπε."Δεν μπορείτε να πείτε ότι η λιγότερο περίεργη [ιδέα] πρόκειται να κερδίσει, γιατί δεν είναι έτσι, με οποιονδήποτε τρόπο".
Το αρχικό άρθρο δημοσιεύτηκε στο National Geographic .
"Μπορεί να υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ της εξωτικής ύλης που σχηματίζει σκουληκότρυπες και της εξωτικής ύλης που προκάλεσε τον πληθωρισμό", είπε.
Το νέο μοντέλο δεν είναι το πρώτο που προτείνει ότι υπάρχουν και άλλα σύμπαντα μέσα σε μαύρες τρύπες. Ο Damien Easson, θεωρητικός φυσικός στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα, έκανε τις εικασίες σε προηγούμενες μελέτες.
"Αυτό που είναι νέο εδώ είναι μια πραγματική λύση σκουληκότρυπας γενικής σχετικότητας που δρα ως το πέρασμα από την εξωτερική μαύρη τρύπα στο νέο εσωτερικό σύμπαν. Στην εργασία μας, εμείς απλώς εικάξαμε ότι μια τέτοια λύση θα μπορούσε να υπάρξει, αλλά Poplawski βρήκε μια πραγματική λύση , "Δήλωσε ο Easson, αναφερόμενος στις εξισώσεις του Poplawski (που δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη).
Παρ 'όλα αυτά, η ιδέα είναι ακόμα πολύ κερδοσκοπική, δήλωσε ο Easson σε ένα ηλεκτρονικό μήνυμα. "Είναι δυνατή η ιδέα; Ναί. Είναι πιθανό το σενάριο; Δεν έχω ιδέα.Αλλά είναι σίγουρα μια ενδιαφέρουσα δυνατότητα. Η μελλοντική δουλειά στην κβαντική βαρύτητα - η μελέτη της βαρύτητας στο υποατομικό επίπεδο - θα μπορούσε να τελειοποιήσει τις εξισώσεις και να υποστηρίξει ή να διαψεύσει τη θεωρία του Poplawski ", δήλωσε ο Easson.
Συνολικά, η θεωρία της σκουληκότρυπας είναι ενδιαφέρουσα, αλλά όχι μια σημαντική ανακάλυψη για την εξήγηση της προέλευσης του σύμπαντος μας, δήλωσε ο Ανδρέας Albrecht, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Ντέιβις, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη. Λέγοντας ότι το σύμπαν μας δημιουργήθηκε από ένα πτώμα της ύλης από ένα γονικό σύμπαν, η θεωρία απλά μετατοπίζει το αρχικό γεγονός δημιουργίας σε μια εναλλακτική πραγματικότητα. Με άλλα λόγια, δεν εξηγεί πώς ήλθε το γονικό σύμπαν ή γιατί έχει τις ιδιότητες που έχει - τις ιδιότητες που κληρονόμησε το σύμπαν μας.
"Υπάρχουν πραγματικά πιεστικά προβλήματα που προσπαθούμε να επιλύσουμε και δεν είναι ξεκάθαρο ότι κάτι τέτοιο προσφέρει ένα βήμα προς τα εμπρός με αυτό", είπε.
Ακόμα, ο Albrecht δεν βρίσκει την ιδέα ότι οι σκουληκότρυπες γεφυρώνουν το σύμπαν ανεξάρτητα από την ιδέα των ιδιαιτεροτήτων της μαύρης τρύπας και προειδοποιεί να μην απορρίπτεται η νέα θεωρία απλά επειδή ακούγεται λίγο έξω εκεί.
"Τα πάντα που ζητούν οι άνθρωποι σε αυτή την επιχείρηση είναι πολύ περίεργα", είπε."Δεν μπορείτε να πείτε ότι η λιγότερο περίεργη [ιδέα] πρόκειται να κερδίσει, γιατί δεν είναι έτσι, με οποιονδήποτε τρόπο".
Το αρχικό άρθρο δημοσιεύτηκε στο National Geographic .
COMMENTS