Sejarah lubang cacing, teori, jenis, pembentukan

A lubang cacing, Dalam Astrofisika dan Kosmologi, ini adalah bagian yang menghubungkan dua titik dalam kain ruang-waktu. Saat Apple Falling mengilhami teori gravitasi Isaac Newton pada tahun 1687, cacing yang menembus apel telah menginspirasi teori -teori baru, juga dalam kerangka gravitasi.

Sama seperti cacing yang berhasil mencapai titik lain di permukaan apel melalui terowongan, lubang cacing ruang-waktu merupakan jalan pintas teoretis yang memungkinkan perjalanan ke lokasi yang jauh di alam semesta dalam waktu yang lebih singkat dalam waktu yang lebih singkat.

Lubang Cacing Space-Temporal: Visi Artistik. Sumber: Pixabay.

Itu adalah ide yang telah menangkap dan terus menangkap imajinasi banyak orang. Sementara itu, ahli kosmologi mengurus mencari cara untuk memverifikasi keberadaan mereka. Tetapi untuk saat -saat mereka masih tunduk pada spekulasi.

Untuk sedikit lebih dekat dengan pemahaman tentang lubang cacing, kemungkinan bepergian dalam waktu melalui mereka dan perbedaan yang ada antara lubang cacing dan lubang hitam, Anda harus berada dalam konsep ruang-waktu.

[TOC]

Apa itu ruang-waktu?

Konsep ruang-waktu terkait erat dengan lubang cacing. Itulah mengapa perlu pertama -tama untuk menentukan apa karakteristik utamanya dan apa itu.

Ruang-waktu adalah di mana masing-masing dan setiap peristiwa terjadi di alam semesta. Dan alam semesta pada gilirannya adalah seluruh ruang-waktu, yang mampu menjadi tuan rumah semua bentuk energi materi dan banyak lagi ..

Saat pacar bertemu pengantin wanita adalah sebuah acara, tetapi acara ini memiliki koordinat ruang: tempat pertemuan. Dan koordinat sementara: tahun, bulan, hari dan waktu pertemuan.

Kelahiran bintang atau ledakan supernova, juga merupakan peristiwa yang berkembang dalam ruang-waktu.

Sekarang, di wilayah alam semesta bebas massa dan interaksi, ruang-waktu datar. Ini berarti bahwa dua sinar bercahaya yang mulai paralel terus berlanjut seperti ini, selama mereka tinggal di wilayah itu. Ngomong -ngomong, untuk sinar cahaya adalah kekal.

Tentu saja, ruang-waktu tidak selalu datar. Alam semesta berisi objek yang memiliki massa yang memodifikasi ruang-waktu, menyebabkan kelengkungan ruang-waktu pada skala universal.

Albert Einstein sendiri yang menyadari, pada saat inspirasi yang disebutnya "Ide paling bahagia tentang hidupku", bahwa pengamat yang dipercepat secara lokal tidak dapat dibedakan dari yang lain yang dekat dengan objek besar. Itu adalah prinsip kesetaraan yang terkenal.

Dan pengamat yang dipercepat kurva ruang-waktu, yaitu, geometri Euclidean tidak lagi valid. Oleh karena itu, di sekitarnya objek besar seperti bintang, planet, galaksi, lubang hitam atau alam semesta itu sendiri, ruang-waktu melengkung.

Kelengkungan ini dianggap oleh manusia sebagai kekuatan yang disebut gravitasi, setiap hari tetapi misterius pada saat yang sama.

Gravitasi sama membingungkannya dengan kekuatan yang mendorong kita ke depan saat bus tempat kita melakukan rem tiba -tiba. Seolah -olah tiba -tiba sesuatu yang tidak terlihat, gelap dan masif, untuk beberapa saat yang diletakkan di depan dan menarik kita, mengimprovisasi kita ke depan.

Planet bergerak secara elips di sekitar matahari karena massa ini menghasilkan depresi pada permukaan ruang-waktu yang membuat planet melengkung lintasannya. Ray bercahaya juga melengkung lintasannya setelah depresi ruang-waktu yang dihasilkan oleh matahari.

Terowongan Melalui Ruang - Waktu

Jika ruang-waktu adalah permukaan melengkung, pada prinsipnya tidak ada yang mencegah area untuk menghubungkan dengan yang lain melalui terowongan. Bepergian melalui terowongan seperti itu akan menyiratkan tidak hanya mengganti tempat, tetapi juga menawarkan kemungkinan pergi ke waktu lain.

Dapat melayani Anda: Gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam: Karakteristik, formula

Gagasan ini telah menginspirasi banyak buku, seri, dan film fiksi ilmiah, termasuk seri Amerika yang terkenal dari tahun enam puluhan "The Tunction of Time" dan yang lebih baru "Deep Space 9" dari Star Trek Franchise dan film antarbintang 2014 tahun 2014.

Gagasan itu datang dari Einstein sendiri, yang, mencari solusi ke bidang relativitas umum, ditemukan dengan Nathan Rosen solusi teoretis yang memungkinkan menghubungkan dua wilayah ruang-waktu yang berbeda melalui terowongan yang berfungsi sebagai jalan pintas.

Solusi ini dikenal sebagai Einstein Bridge - Rosen dan Muncul dalam sebuah karya yang diterbitkan pada tahun 1935.

Namun, istilah "lubang cacing" pertama kali digunakan pada tahun 1957, berkat fisikawan teoretis John Wheeler dan Charles Misner dalam publikasi tahun itu. Sebelumnya ada pembicaraan tentang "satu tabung dimensi" untuk merujuk pada ide yang sama.

Kemudian pada tahun 1980, Carl Sagan sedang menulis novel fiksi ilmiah "Contact", sebuah buku yang kemudian dibuat film. Protagonis bernama Elly, menemukan kehidupan luar angkasa yang cerdas di 25 ribu tahun cahaya lagi. Carl Sagan ingin Elly bepergian ke sana, tetapi dengan cara dia secara ilmiah kredibel.

Tur 25 ribu tahun cahaya jauh bukanlah tugas yang mudah bagi manusia, kecuali jika jalan pintas dicari. Lubang hitam tidak bisa menjadi solusi, mengingat bahwa ketika mendekati singularitas, gravitasi diferensial akan merobek kapal dan krunya.

Dalam mencari kemungkinan lain, Carl Sagan berkonsultasi dengan salah satu pakar utama di lubang hitam saat itu: Kip Thorne, yang mulai memikirkan masalah tersebut dan menyadari bahwa jembatan yang dikesampingkan Einstein atau lubang cacing Wheeler adalah solusinya adalah solusinya.

Namun, Thorne juga menyadari bahwa solusi matematika tidak stabil, yaitu terowongan terbuka, tetapi segera itu mencekik dan menghilang.

Ketidakstabilan lubang cacing

Apakah mungkin menggunakan lubang cacing untuk menempuh jarak yang sangat jauh di ruang dan waktu?

Sejak mereka dirancang, lubang cacing telah melayani di berbagai plot fiksi ilmiah untuk membawa protagonis mereka ke tempat -tempat terpencil dan mengalami paradoks waktu non -linier.

Kip Thorne menemukan dua solusi yang mungkin untuk masalah ketidakstabilan lubang cacing:

• Dengan menyebut Busa kuantum. Pada Skala Planck (10^-35 m) Ada fluktuasi kuantum yang mampu menghubungkan dua daerah ruang-waktu melalui microtunnels. Peradaban hipotetis yang sangat canggih dapat menemukan cara untuk memperluas bagian -bagian dan menjaga mereka cukup waktu bagi manusia untuk lewat.
• Massa negatif. Menurut perhitungan yang diterbitkan pada tahun 1990 oleh Thorne, sejumlah besar materi aneh ini diperlukan untuk menjaga ujung lubang cacing tetap terbuka.

Hal yang luar biasa tentang solusi terakhir ini adalah bahwa tidak seperti lubang hitam, tidak ada fenomena singularitas atau kuantum, dan umpan manusia melalui terowongan jenis ini akan layak.

Dengan cara ini, lubang cacing tidak hanya memungkinkan menghubungkan daerah yang jauh di ruang angkasa, tetapi juga terpisah dari waktu ke waktu. Oleh karena itu mereka adalah mesin untuk bepergian tepat waktu.

Stephen Hawking, referensi hebat dari kosmologi akhir Twenties.

Itu dapat melayani Anda: Fisika di Abad Pertengahan

Itu tidak mengurangi semangat peneliti lain, yang telah menyarankan kemungkinan bahwa dua lubang hitam di berbagai bidang ruang-waktu terhubung secara internal oleh lubang cacing.

Meskipun ini tidak akan praktis untuk perjalanan ruang -temporal, karena terlepas dari kesengsaraan yang akan membawa keunikan lubang hitam, tidak akan ada kemungkinan keluar di ujung yang lain, karena itu adalah lubang hitam lainnya.

Perbedaan antara lubang hitam dan lubang cacing

Saat berbicara tentang lubang cacing, Anda juga segera memikirkan lubang hitam.

Lubang hitam terbentuk secara alami, setelah evolusi dan kematian bintang yang memiliki massa kritis tertentu.

Itu muncul setelah bintang itu menghabiskan bahan bakar nuklirnya dan mulai berkontraksi secara tidak dapat diubah karena gaya gravitasi sendiri. Itu terus menyebabkan keruntuhan seperti itu, sehingga tidak ada yang lebih rendah dari jari -jari peristiwa yang dapat dilarikan, bahkan cahaya bahkan cahaya.

Sebagai perbandingan, lubang cacing adalah penampilan yang luar biasa, konsekuensi dari anomali hipotetis dalam kelengkungan ruang-waktu. Secara teori dimungkinkan untuk melewati mereka.

Namun, jika seseorang mencoba melewati lubang hitam, gravitasi yang intens dan radiasi ekstrem di lingkungan dekat singularitas akan menjadikannya benang tipis partikel subatomik.

Hanya ada bukti tidak langsung dan sangat baru tentang keberadaan lubang hitam. Di antara bukti -bukti ini adalah emisi dan deteksi gelombang gravitasi untuk daya tarik dan rotasi dua lubang hitam kolosal, terdeteksi oleh Ligo Gravitational Wave Observatory.

Ada bukti bahwa di tengah galaksi -galaksi besar, karena Bima Sakti kita ada lubang hitam yang sangat masif.

Rotasi cepat bintang -bintang di dekat pusat, serta jumlah besar radiasi frekuensi tinggi yang berasal dari sana, adalah bukti tidak langsung bahwa ada lubang hitam besar yang menjelaskan keberadaan fenomena ini.

Hampir tidak pada 10 April 2019 bahwa foto pertama lubang hitam supermasif (7000 juta kali massa matahari) ditunjukkan kepada dunia, yang terletak di galaksi yang sangat jauh: Messier 87 dalam rasi bintang Virgo, hingga 55 Juta tahun cahaya bumi.

Foto lubang hitam ini dimungkinkan berkat jaringan teleskop dunia, yang disebut "Event Horizon Telescope", dengan partisipasi lebih dari 200 ilmuwan di seluruh dunia.

Gantinya lubang cacing, tidak ada bukti hingga saat ini. Para ilmuwan telah mampu mendeteksi dan memantau lubang hitam, namun hal yang sama belum mungkin terjadi dengan lubang cacing.

Oleh karena itu mereka adalah objek hipotetis, meskipun secara teoritis layak, seperti pada waktu mereka juga lubang hitam.

Variasi/jenis lubang cacing

Meskipun mereka belum terdeteksi, atau mungkin justru karena ini, berbagai kemungkinan untuk lubang cacing telah dibayangkan. Semua secara teoritis layak, karena persamaan Einstein untuk relativitas umum memuaskan. Ada beberapa di sini:

• Lubang cacing yang menghubungkan dua daerah ruang-waktu dari alam semesta yang sama.
• Lubang cacing yang mampu menghubungkan alam semesta dengan alam semesta lain.
• Jembatan Einstein-Rosen, di mana masalah ini bisa berpindah dari satu celah ke yang lain. Meskipun bagian materi ini akan menyebabkan ketidakstabilan, runtuhnya terowongan pada dirinya sendiri.
• Lubang cacing Kip Thorne, dengan kaskar bulat materi massa negatif. Itu stabil dan bersangkutan di kedua arah.
• Lubang cacing Schwarzschild yang disebut SO, terdiri dari dua lubang hitam yang terhubung. Mereka tidak dapat disingkirkan, karena materi dan cahaya terperangkap di antara kedua ekstrem.
• Lubang cacing dengan pemuatan dan/atau rotasi atau kerr, terdiri dari dua lubang hitam yang terhubung secara internal, dilintasi dalam satu arah.
• Busa ruang-waktu kuantum, yang keberadaannya berteori di tingkat subatomik. Busa ini terdiri dari terowongan subatomik yang sangat tidak stabil yang menghubungkan area yang berbeda. Untuk menstabilkan dan memperluasnya, penciptaan plasma quark dan gluon akan diperlukan, yang akan menuntut energi yang hampir tak terbatas untuk generasinya.
• Baru -baru ini, berkat teori string, telah berteori tentang lubang cacing yang ditopang oleh tali kosmik.
• Hitam dan kemudian memisahkan lubang hitam, dari mana lubang ruang-waktu muncul, atau jembatan Einstein-Rosen yang tetap disatukan oleh gravitasi. Ini adalah solusi teoritis yang diusulkan pada September 2013 oleh fisikawan Juan Maldacena dan Leonard Susskind. 

Dapat melayani Anda: sinar anodik

Semua sangat mungkin, karena mereka tidak bertentangan dengan persamaan relativitas umum Einstein.

Apakah mungkin untuk melihat lubang cacing suatu hari nanti?

Untuk waktu yang lama, lubang hitam adalah solusi teoritis dari persamaan Einstein. Einstein sendiri mempertanyakan kemungkinan bahwa mereka dapat dideteksi oleh kemanusiaan.

Albert Einstein (1879-1955), penulis The Theory of Relativity. Sumber: Pixabay.

Jadi untuk waktu yang lama, lubang hitam tetap sebagai prediksi teoretis, sampai mereka menemukan dan menemukan. Para ilmuwan memiliki harapan yang sama tentang lubang cacing.

Sangat mungkin bahwa mereka juga ada di sana, tetapi belum dipelajari untuk menemukan mereka. Meskipun menurut publikasi yang sangat baru, lubang cacing akan meninggalkan jejak dan bayangan yang dapat diamati bahkan dengan teleskop.

Dipercaya bahwa foton bergerak di sekitar lubang cacing yang menghasilkan cincin cahaya. Foton terdekat jatuh ke dalam dan meninggalkan bayangan yang akan memungkinkan mereka untuk membedakan mereka dari lubang hitam.

Menurut Rajibul Shaikh, seorang fisikawan Institut Tata untuk Penelitian Dasar Mumbai di India, sejenis lubang cacing rotary akan menghasilkan bayangan yang lebih besar dan lebih besar daripada lubang hitam.

Dalam karyanya, Shaikh telah mempelajari bayang -bayang teoretis yang diproyeksikan oleh jenis lubang cacing yang berputar, dengan fokus pada kertas penting dari lubang tenggorokan untuk pembentukan bayangan foton yang memungkinkan mengidentifikasi dan membedakannya dari lubang hitam.

Shaikh juga telah menganalisis ketergantungan bayangan dengan memutar lubang cacing dan juga membandingkannya dengan bayangan yang memproyeksikan lubang berputar hitam Kerr, menemukan perbedaan yang signifikan. Ini adalah pekerjaan yang sepenuhnya teoretis.

Terlepas dari ini, untuk saat -saat, lubang cacing tetap sebagai abstraksi matematika, tetapi ada kemungkinan bahwa beberapa akan dapat melihat beberapa. Apa yang ada di ujung lain, saat ini masih menjadi subjek dugaan. 

Referensi

1. Peudes hiburan kuantum untuk menimbulkan gravitasi. Diambil dari Sciencealdia.com
2. Kemajuan Fisika, Vol 61, Edisi September 2013 Halaman 781 -811
3. Lubang cacing. Diambil dari Wikipedia.org
4. Ruang waktu. Diambil dari Wikipedia.org.
5. David Nield (2018). Kertas baru yang gila menunjukkan bahwa lubang cacing membayangi yang bisa kita lihat dengan mudah dengan teleskop. Diambil dari ScienceAlert.com