Ormhull - gjespende inngangsportar som teoretisk sett kunne forbinde fjerne punkter i romtid - er vanligvis illustrert som gapende tyngdekraftsbrønner som er forbundet med en smal tunnel.
Men deres presise form har vært ukjent.
Nå har imidlertid en fysiker i Russland tenkt ut en metode for å måle formen på symmetriske ormer - selv om de ikke er bevist å eksistere - basert på hvordan gjenstandene kan påvirke lys og tyngdekraft.
I teorien kan gjennomkjørbare ormehull eller firedimensjonale portaler gjennom romtid fungere noe slikt: I den ene enden ville det uimotståelige trekket av et svart hull suge saken inn i en tunnel koblet i den andre enden til et "hvitt hull, "som ville spytte ut saken på et sted langt borte fra materialets opprinnelsessted i rom og tid, ifølge Live Science søsterside, Space.com. Selv om forskere har observert bevis på sorte hull i universet, har det aldri blitt funnet hvite hull.
Ormehull (og muligheten for interstellare reiser som de antyder) forblir dermed uprøvd, selv om Albert Einsteins teori om generell relativitet etterlater rom for gjenstandenes eksistens.
Men selv om ormehull kanskje ikke eksisterer, vet forskere mye om oppførselen til lys- og gravitasjonsbølger. Sistnevnte er krusningene i romtid som virvler rundt massive gjenstander som sorte hull.
En ormhullsegenskap som kan observeres, om enn indirekte, er en rødforskyvning i lyset nær objektet, heter det i den nye studien. (Redshifting er en reduksjon i frekvensen av lysbølgelengder når de beveger seg bort fra et objekt, noe som resulterer i et skifte til den røde delen av spekteret.)
Hvis du vet hvordan lyset rundt et potensielt ormhull forskyves på rød side, kan du bruke frekvensene av gravitasjonsbølger, eller hvor ofte de svinger, for å forutsi den symmetriske ormhullsformen, sa studieforfatter Roman Konoplya. Han er førsteamanuensis ved Institute of Gravitation and Cosmology ved Peoples 'Friendship University of Russia (RUDN).
Vanligvis jobber forskere omvendt og ser på geometrien til kjente former for å beregne hvordan lys og tyngdekraft oppfører seg, fortalte Konoplya til Live Science i en e-post.
Det ville være et par metoder for å sjekke rødskiftet i nærheten av et potensielt ormhull, sa Konoplya. Man vil bruke gravitasjonslinser, eller bøyning av lysstråler når de går forbi massive gjenstander - som, muligens, ormhull. Denne linsingen vil bli målt i dens effekter på svakt lys som kommer fra fjerne stjerner (eller på lysere lys fra en nærliggende stjerne "hvis vi er veldig, veldig heldige," sa Konoplya). En annen metode ville måle den elektromagnetiske strålingen nær ormhullet ettersom den tiltrekker seg mer materie, forklarte han.
Tenk på ligningen på denne måten: Hvis du treffer en tromme, kan oppførselen til lydbølger produsert av vibrasjonen i den stramme huden avsløre trommens form, fortalte Jolyon Bloomfield, foreleser i fysikkavdelingen ved Massachusetts Institute of Technology, til Live Vitenskap.
"Alle de forskjellige frekvensene - som forteller deg de forskjellige vibrasjonsmåtene til den stramme huden," sa Bloomfield. I mellomtiden forfaller toppene og dalene til disse vibrasjonene gradvis i tid, noe som viser hvordan modusene er "dempet." Disse to informasjonsdelene sammen kan hjelpe deg med å definere formen på trommelen, sa Bloomfield.
"Hva denne artikkelen gjør, er på samme måte for et ormhull. Hvis vi faktisk er i stand til å" lytte "til råtnende frekvenser av svingning av et ormhull med nok presisjon, kan vi utlede formen til ormhullet ved spekteret til frekvenser og hvor raskt de forfaller, forklarte han.
I sin ligning tok Konoplya et ormhulls rødskiftverdier og innlemmet deretter kvantemekanikk, eller fysikken til ørsmå subatomiske partikler, for å estimere hvordan gravitasjonsrykk i romtid ville påvirke ormhullets elektromagnetiske bølger. Derfra konstruerte han en ligning for å beregne et ormhulls geometriske form og masse, rapporterte han i studien.
Teknologien for å måle gravitasjonsbølger har eksistert bare siden 2015, med innføringen av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Nå søker forskere å finjustere LIGO-målinger, ettersom bedre data kan hjelpe forskere til slutt å avgjøre om det er eksotisk materiale i universet - stoff laget av byggesteiner i motsetning til normale atompartikler. Dette materialet kan støtte gjenstander som ormehull, sa Bloomfield til Live Science.
For nå er i det minste ikke ormehull teoretisk, så Konoplyas ligning representerer ikke noen virkelige målinger fra virkeligheten, skrev han i e-posten. Og detektorer som LIGO måler bare en frekvens av gravitasjonsbølger, mens du vil trenge flere frekvenser for å forutsi et ormhulls form, sa Konoplya.
"Fra så dårlige data er det umulig å hente ut nok informasjon til en så kompleks ting som en geometri av et kompakt objekt," skrev Konoplya i e-posten.
Fremtidige studier kan gi en enda mer detaljert oversikt over et ormhulls form og egenskaper, sa Konoplya.
"Resultatene våre kan også brukes på roterende ormehull, forutsatt at de er symmetriske nok," la han til.
Funnene ble publisert online 10. september i tidsskriftet Physics Letters B.
