Wormgatgeschiedenis, theorie, types, formatie

A wormgat, In astrofysica en kosmologie is het een passage die twee punten verbindt in de space-time stof. Terwijl de appel viel inspireerde de theorie van de zwaartekracht van Isaac Newton in 1687, hebben de wormen die Pierce Apples Pierce nieuwe theorieën hebben geïnspireerd, ook binnen het kader van zwaartekrachten.

Net zoals de worm erin slaagt een ander punt op het appeloppervlak te bereiken door een tunnel, vormen ruimte-tijd wormgaten theoretische snelkoppelingen waarmee reizen naar ver naar verre locaties in het universum in minder tijd kunnen.

Ruimtemporeel wormgat: artistiek visie. Bron: Pixabay.

Het is een idee dat de verbeelding van velen heeft vastgelegd en blijft vangen. Ondertussen zorgen kosmologen op zoek naar manieren om hun bestaan ​​te verifiëren. Maar voor de momenten zijn ze nog steeds onderworpen aan speculatie.

Om een ​​beetje dichter bij het begrip van wormgaten te komen, de mogelijkheid om op tijd door hen te reizen en de verschillen die bestaan ​​tussen wormgaten en zwarte gaten, moet u zich in het concept van ruimte-tijd bevinden.

[TOC]

Wat is ruimte-tijd?

Het concept van ruimte-tijd is nauw verbonden met dat van het wormgat. Daarom is het nodig om eerst vast te stellen wat het belangrijkste kenmerk is en wat is.

De ruimte-tijd is waar elk van de gebeurtenissen plaatsvindt in het universum. En het universum is op zijn beurt de hele ruimte-tijd, in staat om alle vormen van materie-energie te hosten en meer ..

Wanneer het vriendje meet de bruid is een evenement, maar dit evenement heeft ruimtecoördinaten: de plaats van de ontmoeting. En een tijdelijke coördinaat: jaar, maand, dag en tijd van de ontmoeting.

De geboorte van een ster of de explosie van een supernova, zijn ook gebeurtenissen die zich ontwikkelen in de ruimte-tijd.

Nu, in een regio van het Mass Free Universe en interacties, is ruimte-tijd plat. Dit betekent dat twee lichtstralen die parallel beginnen zo doorgaan, zolang ze in die regio blijven. Trouwens, want een straal lichttijd is eeuwig.

Natuurlijk is ruimte-tijd niet altijd plat. Het universum bevat objecten met massa die de ruimte-tijd aanpassen, waardoor een ruimte-tijd kromming op universele schaal veroorzaakt.

Het was Albert Einstein zelf die zich realiseerde, in een tijd van inspiratie die hij belde "Het gelukkigste idee van mijn leven", dat een versnelde waarnemer lokaal niet te onderscheiden is van een andere die dicht bij een enorm object ligt. Het is het beroemde gelijkwaardigheidsprincipe.

En een versnelde waarnemer kromt ruimte-tijd, dat wil zeggen Euclidische geometrie houdt op geldig te zijn. Daarom, in de omgeving van een massief object zoals een ster, een planeet, een sterrenstelsel, een zwart gat of het universum zelf, is de ruimte-tijd gebogen.

Deze kromming wordt door mensen gezien als een kracht die zwaartekracht wordt genoemd, elke dag maar mysterieus tegelijkertijd.

De zwaartekracht is net zo raadselachtig als de kracht die ons naar voren duwt wanneer de bus waarop we reizen plotseling remt. Het is alsof plotseling iets onzichtbaars, donker en massief is, gedurende een paar ogenblikken het vooraan is gezet en ons aantrekken, ons vooruit improviseert.

De planeten bewegen elliptisch rond de zon omdat de massa hiervan een depressie produceert op het ruimtetijdoppervlak waardoor de planeten hun trajecten kromme maakt. Een lichtstraal buigt ook zijn traject na de ruimtetijd depressie geproduceerd door de zon.

Tunnels door de ruimte - tijd

Als ruimte-tijd een gebogen oppervlak is, voorkomt niets dat een gebied via een tunnel verbindt met een ander. Reizen door een dergelijke tunnel zou niet alleen van plaats veranderen, maar biedt ook de mogelijkheid om naar een andere tijd te gaan.

Kan u van dienst zijn: uniform versnelde rechtlijnige beweging: kenmerken, formules

Dit idee heeft veel boeken, series en sciencefictionfilms geïnspireerd, waaronder de beroemde Amerikaanse serie van de jaren zestig "The Tunction of Time" en meer recent "Deep Space 9" van de Star Trek -franchise en de Interstellar -film van 2014 van 2014.

Het idee kwam van Einstein zelf, die, op zoek naar oplossingen op het gebied van algemene relativiteitstheorie, met Nathan Rosen een theoretische oplossing vond die het mogelijk maakte om twee verschillende regio's van ruimtetijd te verbinden via een tunnel die werkte als een snelkoppeling.

Deze oplossing staat bekend als de Einstein Bridge - Rosen en verschijnt in een werk gepubliceerd in 1935.

De term "wormgat" werd echter voor het eerst gebruikt in 1957, dankzij theoretische fysici John Wheeler en Charles Misner in een publicatie van dat jaar. Eerder was er sprake van "één -dimensionale buizen" om naar hetzelfde idee te verwijzen.

Later in 1980 schreef Carl Sagan de sciencefictionroman "Contact", een boek waarvan een film later werd gemaakt. De hoofdrolspeler genaamd Elly, ontdekt intelligent buitenaards leven op 25 duizend lichtjaren verwijderd. Carl Sagan wilde dat Elly daarheen zou reizen, maar op een manier dat hij wetenschappelijk geloofwaardig was.

Touring 25 duizend lichtjaren weg is geen gemakkelijke taak voor een mens, tenzij er een snelkoppeling wordt gevraagd. Een zwart gat kan geen oplossing zijn, gezien het feit dat bij het naderen van de singulariteit de differentiële zwaartekracht het schip en zijn bemanning zou scheuren.

Op zoek naar andere mogelijkheden raadpleegde Carl Sagan een van de belangrijkste experts in zwarte gaten van die tijd: Kip Thorne, die over de zaak begon na te denken en zich realiseerde dat de Einstein-Rosen bruggen of de wormgaten van Wheeler de oplossing waren.

Thorne realiseerde zich echter ook dat de wiskundige oplossing onstabiel was, dat wil zeggen, de tunnel opent, maar al snel wurgt en verdwijnt.

De instabiliteit van wormgaten

Is het mogelijk om wormgaten te gebruiken om grote afstanden in ruimte en tijd af te leggen?

Sinds ze werden bedacht, hebben wormgaten in tal van sciencefictionplots gediend om hun protagonisten naar afgelegen plaatsen te brengen en de paradoxen van niet -lineaire tijd te ervaren.

KIP Thorne vond twee mogelijke oplossingen voor het probleem van instabiliteit van wormgaten:

• Door te bellen Kwantumschuim. Op Planck Scale (10^-35 m) Er zijn kwantumschommelingen die in staat zijn om twee ruimte-tijdgebieden te verbinden via microtunnels. Een zeer geavanceerde hypothetische beschaving kan een manier vinden om de passages te verbreden en hen voldoende tijd te houden voor een mens om te passeren.
• Negatieve massa. Volgens de berekeningen die in 1990 door Thorne zijn gepubliceerd, zouden enorme hoeveelheden van deze vreemde kwestie nodig zijn om de uiteinden van het wormgat open te houden.

Het opmerkelijke aan deze laatste oplossing is dat er in tegenstelling tot zwarte gaten geen singulariteit of kwantumfenomenen is, en de pass van mensen door dit type tunnel zou haalbaar zijn.

Op deze manier zouden wormgaten niet alleen het verbinden van verre gebieden in de ruimte toestaan, maar ook in de loop van de tijd gescheiden. Daarom zijn het machines om op tijd te reizen.

Stephen Hawking, de grote referentie van de kosmologie van wijlen twintig.

Het kan je van dienst zijn: natuurkunde in de middeleeuwen

Dat heeft de geesten van andere onderzoekers niet verminderd, die de mogelijkheid hebben gesuggereerd dat twee zwarte gaten in verschillende gebieden van ruimtetijd intern worden verbonden door een wormgat.

Hoewel dit niet praktisch zou zijn voor ruimte -tijdelijke reizen, omdat er, afgezien van de beproevingen die het unieke van het zwarte gat zouden brengen, er geen mogelijkheid is om aan de andere kant uit te gaan, omdat het weer een zwart gat is.

Verschillen tussen zwarte gaten en wormgaten

Als je het hebt over een wormgat, denk je ook meteen aan zwarte gaten.

Een zwart gat wordt van nature gevormd, na de evolutie en dood van een ster met een zekere kritische massa.

Het ontstaat nadat de ster zijn nucleaire brandstof uitputt en begint onomkeerbaar te contracteren vanwege zijn eigen zwaartekracht. Het blijft zo'n instorting veroorzaken, dat niets op een lagere afstand dan de straal van de gebeurtenishorizon kan ontsnappen, zelfs niet het licht.

Ter vergelijking: een wormgat is een uitzonderlijk uiterlijk, een gevolg van een hypothetische anomalie in de ruimte-tijdkromming. In theorie is het mogelijk om er doorheen te gaan.

Als iemand echter door een zwart gat probeerde te gaan, zou intense zwaartekracht en extreme straling in de nabije omgeving van de singulariteit het een dunne draad van subatomaire deeltjes maken.

Er is indirect en slechts zeer recent bewijs van het bestaan ​​van zwarte gaten. Onder deze bewijzen zijn de emissie en detectie van zwaartekrachtgolven voor de aantrekkingskracht en rotatie van twee kolossale zwarte gaten, gedetecteerd door het Ligo Gravitational Wave Observatory.

Er zijn aanwijzingen dat in het midden van de grote sterrenstelsels, als onze Melkweg, er een super massief zwart gat is.

De snelle rotatie van de sterren in de buurt van het midden, evenals de enorme hoeveelheid hoge frequentie straling die daaruit voortkomt, zijn indirect bewijs dat er een enorm zwart gat is dat de aanwezigheid van deze fenomenen verklaart.

Het was nauwelijks op 10 april 2019 dat de eerste foto van een supermassief zwart gat (7000 miljoen keer de massa van de zon) aan de wereld werd getoond, gelegen in een zeer verre melkweg: Messier 87 in de constellatie van Maagd, tot 55 Million of Light Years of the Earth.

Deze foto van een zwart gat was mogelijk dankzij het wereldnetwerk van telescopen, genaamd "Event Horizon Telescope", met de deelname van meer dan 200 wetenschappers over de hele wereld.

In plaats daarvan is er tot nu toe geen bewijs. Wetenschappers hebben een zwart gat kunnen detecteren en volgen, maar hetzelfde was niet mogelijk met wormgaten.

Daarom zijn het hypothetische objecten, hoewel theoretisch haalbaar, zoals in een tijd ook zwarte gaten waren.

Variëteit/soorten wormgaten

Hoewel ze nog niet zijn gedetecteerd, of misschien precies hierdoor, zijn verschillende mogelijkheden voor wormgaten gedacht. Allen zijn theoretisch haalbaar, omdat de vergelijkingen van Einstein voor algemene relativiteitstheorie voldoen. Er zijn hier enkele:

• Wormgaten die twee ruimte-tijd regio's van hetzelfde universum verbinden.
• Wormgaten die in staat zijn om een ​​universum te verbinden met een ander universum.
• Einstein-rosen bruggen, waarin de kwestie van de ene opening naar de andere zou kunnen gaan. Hoewel deze passage van materie instabiliteit zou veroorzaken, stortte hij de tunnel op zichzelf in.
• Kip Thorne's wormgat, met een bolvormige cascar van negatieve massamaterie. Het is stabiel en in beide richtingen ontsloeg.
• Het So -aangedekte Schwarzschild Wormgat, bestaande uit twee verbonden zwarte gaten. Ze zijn niet onthecht, omdat materie en licht tussen beide uitersten vastzitten.
• Wormgaten met laden en/of rotatie of Kerr, bestaande uit twee intern verbonden zwarte gaten, gekruist in één richting.
• Quantum Space-time schuim, waarvan het bestaan ​​op het subatomaire niveau wordt theoretiseerd. Het schuim bestaat uit zeer onstabiele subatomaire tunnels die verschillende gebieden verbinden. Om ze te stabiliseren en uit te breiden, zou het creëren van een plasma van quarks en gluonen nodig zijn, wat een bijna oneindige hoeveelheid energie zou eisen voor zijn generatie.
• Meer recent, dankzij de snaartheorie, heeft het getheoretiseerd van wormgaten die worden ondersteund door kosmische touwen.
• Zwart en vervolgens gescheiden zwarte gaten, waaruit een ruimtetijd gat ontstaat, of Einstein-Rosen-brug die door de zwaartekracht verenigd blijft. Dit is een theoretische oplossing voorgesteld in september 2013 door natuurkundigen Juan Maldacena en Leonard Susskind. 

Kan u van dienst zijn: anodische stralen

Allen zijn perfect mogelijk, omdat ze niet tegenstrijdig zijn met Einstein's vergelijkingen van algemene relativiteitstheorie.

Is het mogelijk om op een dag wormgaten te zien?

Lange tijd waren zwarte gaten theoretische oplossingen van de vergelijkingen van Einstein. Einstein zelf twijfelde aan de mogelijkheid dat ze ooit door de mensheid konden worden gedetecteerd.

Albert Einstein (1879-1955), auteur van de Relativiteitstheorie. Bron: Pixabay.

Dus lange tijd bleven zwarte gaten als een theoretische voorspelling, totdat ze vonden en zich bevinden. Wetenschappers hebben dezelfde hoop op wormgaten.

Het is heel goed mogelijk dat ze er ook zijn, maar er is nog niet geleerd om ze te vinden. Hoewel volgens een zeer recente publicatie, zouden wormgaten sporen en schaduwen waarneembaar achterlaten, zelfs met telescopen.

Er wordt aangenomen dat fotonen zich verplaatsen rond het wormgat dat een lichtring genereert. De dichtstbijzijnde fotonen vallen naar binnen en laten een schaduw achter die hen in staat stelt ze te onderscheiden van zwarte gaten.

Volgens Rajibul Shaikh, een natuurkundige van het Tata Institute for Fundamental Research of Mumbai in India, zou een soort roterende wormgat een grotere en grotere schaduw produceren dan dat van een zwart gat.

In zijn werk heeft Shaikh de theoretische schaduwen bestudeerd die zijn geprojecteerd door een bepaald soort roterende wormgaten, gericht op het cruciale papier van de gatenkeel voor de vorming van een schaduw van fotonen die het mogelijk maakt het te identificeren en te differentiëren van een zwart gat.

Shaikh heeft ook de afhankelijkheid van de schaduw geanalyseerd met het draaien van het wormgat en heeft het ook vergeleken met de schaduw die een zwart roterend gat van Kerr projecteert, waarbij significante verschillen worden gevonden. Het is een volledig theoretische taak.

Afgezien hiervan, voor de momenten, blijven wormgaten als wiskundige abstracties, maar het is mogelijk dat sommigen wat kunnen zien. Wat aan de andere kant is, op dit moment is het nog steeds het onderwerp van vermoeden. 

Referenties

1. Quantum Entertainment treedt om aanleiding te geven tot de zwaartekracht. Uit Sciencealdia genomen.com
2. Progress of Physics, Vol 61, uitgave september 2013 pagina's 781-811
3. Wormgat. Uit Wikipedia genomen.borg
4. Ruimte tijd. Uit Wikipedia genomen.borg.
5. David Nield (2018). Gek nieuw papier suggereert wormgaten die schaduwen werpen die we gemakkelijk met telescopen kunnen zien. Uit Sciencealert genomen.com