Alle vil ha et ormehull. Jeg mener, hvem vil bry seg med å reise de lange og langsomme rutene gjennom hele universet og ta titusenvis av år bare for å nå enda en kjedelig stjerne? Ikke når du kan komme inn i nærmeste ormehullsåpning, ta en kort spasertur og havne i et eksotisk fjernt hjørne av universet.
Det er imidlertid en liten teknisk vanskelighetsgrad: Ormehull, som er svingete i romtid så ekstreme at det dannes en snarveistunnel, er katastrofalt ustabile. Som inn, så snart du sender et enkelt foton nedover hullet, kollapser det raskere enn lysets hastighet.
Men en fersk artikkel, publisert til preprint-tidsskriftet arXiv 29. juli, har funnet en måte å bygge et nesten jevnt ormhull på, et som faller sammen, men sakte nok til å sende meldinger - og potensielt til og med ting - nedover før det river seg fra hverandre . Alt du trenger er et par sorte hull og noen få uendelig lange kosmiske strenger.
Easy-peasy.
Ormehullsproblemet
I prinsippet er det ganske greit å bygge et ormhull. I følge Einsteins teori om generell relativitet, forvrenger masse og energi stoffets rom-tid. Og en viss spesiell konfigurasjon av materie og energi tillater dannelse av en tunnel, en snarvei mellom to ellers fjerne deler av universet.
Dessverre, selv på papir, er de ormehullene fantastiske ustabile. Til og med et enkelt foton som passerer gjennom ormhullet utløser en katastrofal kaskade som ripper ormhullet fra hverandre. Imidlertid kan en sunn dose negativ masse - ja, det er saken, men med en motsatt vekt - motvirke de destabiliserende effektene av vanlig materie som prøver å passere gjennom ormhullet, noe som gjør det gjennomkjørbart.
OK, materie med negativ masse eksisterer ikke, så vi trenger en ny plan.
La oss starte med selve ormhullet. Vi trenger en inngang og en utgang. Det er teoretisk mulig å koble et svart hull (et område i rommet der ingenting kan slippe ut) til et hvitt hull (et teoretisk område i rommet der ingenting kan komme inn). Når disse to rare skapningene går sammen, danner de en helt ny ting: et ormhull. Så du kan hoppe inn i hver ende av denne tunnelen, og i stedet for å bli knust til glemmeboken, valser du ufarlig på den andre siden.
Åh, men hvite hull eksisterer heller ikke. Mann, dette blir vanskelig.
Lad det opp
Siden hvite hull ikke eksisterer, trenger vi en ny plan. Heldigvis avslører noen smarte matte et mulig svar: et ladet svart hull. Svarte hull kan ha en elektrisk ladning (det er ikke vanlig på grunn av måten de er dannet naturlig på, men vi tar det vi kan få). Innsiden av et ladet svart hull er et underlig sted, med den normale punktlignende singulariteten til et svart hull strukket og forvrengt, slik at det kan danne en bro til et annet motsatt ladet svart hull.
Voila: et ormehull, bruker bare ting som faktisk kan eksistere.
Men dette ormhull-via-ladet-svart hull har to problemer. Den ene, den er fremdeles ustabil, og hvis noe eller noen faktisk prøver å bruke det, faller det fra hverandre. Det andre er at de to motsatt ladede sorte hullene vil bli tiltrukket av hverandre - både gjennom tyngdekraften og elektriske krefter - og hvis de faller sammen får du bare et enkelt, stort, nøytralt ladet og helt ubrukelig svart hull.
Sett en kosmisk bue på den
Så for at alt dette skal fungere, trenger vi å sørge for at de to ladede sorte hullene holder seg trygt langt borte fra hverandre, og sørger for at tunnelen til ormhullet kan holde seg åpen. En potensiell løsning: kosmiske strenger.
Kosmiske strenger er teoretiske defekter, som ligner på sprekker som dannes når isen fryser, i stoffets rom-tid. Disse kosmiske restene dannet seg i de tidlige, voldsomme dagene av de første brøkdelene av et sekund etter Big Bang. De er virkelig eksotiske gjenstander, ikke bredere enn en proton, men med en tomme av lengden sin oppvekt fra Mount Everest. Du vil aldri møte en selv, siden de vil skive deg i to deler som et kosmisk lyssabel, men du trenger ikke å bekymre deg mye siden vi ikke en gang er sikre på at de eksisterer, og vi har aldri sett en der ute i universet.
Likevel er det ingen grunn til at de ikke kan eksistere, så de er fair game.
De har en annen veldig nyttig egenskap når det gjelder ormehull: enorm spenning. Med andre ord, de liker virkelig ikke å bli dyttet rundt. Hvis du tråder ormhullet med en kosmisk streng, og lar strengen passere langs de ytre kantene av de svarte hullene og strekke seg ut fra begge ender helt til uendelig, forhindrer spenningen i strengen at de ladede sorte hullene blir tiltrukket til hverandre, holder de to ender av ormhullet langt borte fra hverandre. I hovedsak fungerer de fjerne endene av den kosmiske strengen som to motstridende dragkamp, og holder tilbake de sorte hullene.
Beroliger skjelvingene
En kosmisk streng løser et av problemene (holder endene åpne), men det forhindrer ikke ormehullet i å kollapse hvis du faktisk bruker det. Så la oss kaste inn en annen kosmisk streng, også trekke ormhullet, men også sløyfe den gjennom normal plass mellom de to sorte hullene.
Når kosmiske strenger er lukket i en sløyfe, vrikker de - mye. Disse vibrasjonene kaster veldig tid av romtiden rundt seg, og når de er innstilt helt riktig, kan vibrasjonene føre til at energien i rommet i nærheten blir negativ, og som fungerer effektivt som negativ masse i ormhullet og potensielt stabiliserer den.
Det virker litt sammensatt, men i den nylige artikkelen ga et team av teoretiske fysikere trinnvise instruksjoner for å konstruere nettopp et slikt ormhull. Det er ikke en perfekt løsning: Etter hvert trekker de iboende vibrasjonene i de kosmiske strengene - de samme som kan holde ormehullet åpent - energi og derfor masse bort fra strengen, noe som gjør den mindre og mindre. I hovedsak viker de kosmiske strengene seg over glemmeboken, med fullstendig kollaps av ormhullet ikke langt etter. Men det sammenslåtte ormhullet kan forbli stabilt lenge nok til at meldinger eller til og med gjenstander kan reise ned i tunnelen og faktisk ikke dø, noe som er fint.
Men først må vi finne noen kosmiske strenger.
Paul M. Sutter er en astrofysiker hos Ohio State University, vert av Spør en Spaceman og Space Radio, og forfatter av Din plass i universet.
