Wormholes so osnova znanstvene fantastike in našim junakom omogočajo hiter in enostaven način za takojšnje potovanje po vesolju. Kljub temu, da jih je znanstvena fantastika naredila priljubljene, so črvičke izvirale iz znanosti - izkrivljanje vesolja, kot je bilo to teoretično mogoče. Toda po besedah dr. Stephena Hsuja z univerze v Oregonu je gradnja črvičke verjetno nemogoča.
Poslušajte intervju: Malo verjetno Wormholes (4,5 mb)
Ali pa se naročite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Zdaj sem gledal svoj delež epizod zvezd Star Trek. Kako dobro me je to pripravilo na dejansko znanstveno razumevanje črvičke?
Dr. Stephen Hsu: V Zvezdnem pohodu res ne uporabljajo črvičk, vendar je morda najboljša obravnava znanstvene fantastike za črvičke v filmu Kontakt, ki temelji na knjigi Carla Sagana. In prav zgodovinsko gledano, ko je Sagan pisal roman - Sagan je bil profesor astronomije - je poklical strokovnjaka za splošno relativnost, fanta po imenu Kip Thorne, na Caltechu, in želel se prepričati, ali je način, kako v črkovanju ravnajo črvičke, kot blizu, da je znanstveno pravilno. In to je dejansko spodbudilo Thorna, da je naredil veliko raziskav o črvičih. Naše delo je pravzaprav podaljšek stvari, ki jih je naredil.
Fraser: Če bi torej teoretično želeli zgraditi črvičnico, kaj bi naredili?
Hsu: Morate imeti zelo čudne ali eksotične vrste in na to mora imeti zelo negativen pritisk. Izkazalo se je, da za stabiliziranje grla ali cevi iz črvičke potrebujete zelo nenavadno zadevo in naše delo ima opravka s tem, kako možno bi bilo tovrstne zadeve v modelih fizike delcev.
Fraser: Recimo, da zgradite solzo v vesolju in jo napolnite z eksotično snovjo, da jo boste odprli, nato pa lahko premikate obe končni smeri črvičke po vesolju in bi se povezali tako v prostoru kot v času.
Hsu: Toda v nekaterih znanstvenofantastičnih zgodbah predpostavljajo, da je od velikega praska ostalo le nekaj črvičk, mi pa bi ga odkrili in ga začeli uporabljati. Toda konstruktivni model je, da ljudje ali neka tuja civilizacija dejansko gradijo svoje in v tem primeru sta verjetno dva konca črvotočne luknje na začetku precej blizu skupaj, potem pa ju potegneš narazen.
Fraser: Kam so vas raziskave pripeljale do tega, da ste gledali črvičke?
Hsu: Preučevali smo temeljne omejitve glede nečesa, imenovanega "enačba stanja snovi" - kakšne lastnosti, kot so tlak ali gostota energije, lahko imajo. Našli smo nekaj zelo močnih omejitev in izkazalo se je, da so te omejitve zelo negativne za možnost gradnje črvičke.
Fraser: Kakšen učinek bodo imeli na črvičjo luknjo?
Hsu: Če dobiš zelo čudno eksotično zadevo, ki sem jo že prej omenil z zelo negativnim pritiskom, se izkaže, da enačbe kažejo, da ko pritisk pritisneš na tako negativen, je v materiji vedno nekaj nestabilnega načina, kar pomeni, da če bi bil da bi naletel na vaš aparat, boste morda našli eksotično snov - ki stabilizira črvičico - samo sesuje v kup fotografij ali kaj podobnega.
Fraser: Ali gre za to, da ne bi udaril po napravi ali je teoretično nemogoče doseči stabilno točko?
Hsu: Rekel bi, da je teoretično nemogoče zgraditi klasično snov, ki je stabilna in lahko stabilizira luknjo. Morda boste vprašali, mogoče se bom pač izognil temu, če bi nekoga poslali skozi črvičnico, bi ta ustvaril zadetek in bi zelo verjetno razpadel.
Fraser: Recimo, da niste želeli pošiljati ljudi, ampak ste želeli le način pošiljanja informacij - pogovoriti se v preteklosti.
Hsu: To ni izključeno. Izkazalo se je, da omejitve, ki jih prinašamo, vplivajo na materijo, v kateri so kvantni učinki sorazmerno majhni. Če imate materijo, v kateri so kvantni učinki zelo veliki, bi lahko še vedno imeli stabilno črvičico. Sama polžnica bi bila kvantno mehka. Cev pelinove luknje bi nihala kot kvantno stanje. Zdaj to ne preprečuje, da sporočilo pošljete nazaj pravočasno; boste morda morali poskusiti poslati sporočilo večkrat, da bi lahko šel tja, kamor želite. Ampak, morda bi še lahko poslali sporočilo. Pošiljanje osebe je lahko nevarno, če črv niha, ker se lahko konča na napačnem mestu ali v nepravem času.
Fraser: Slišal sem ocene, da bi za izgradnjo črvičke potrebovali več energije kot vesolje. Ali imate v ta namen kakšne izračune?
Hsu: Naši izračuni ne kažejo nujno tega. Potrebna je ogromna gostota energije, da se ustvari luknja, ki je dovolj velika, da se človek lahko prilega. Toda običajno upoštevamo tovrstne težave, domnevate, da vse, kar se civilizacija trudi, ima poljubno napredno tehnologijo. Poskušamo razumeti, ali obstaja omejitev, ki ne izhaja iz tehnologije, ampak resnično izhaja iz osnovnih zakonov fizike.
Fraser: In kam vas bo od tega trenutka vodila vaša raziskava? Ali obstaja nekaj, o čemer še vedno niste prepričani?
Hsu: Naš rezultat se mora spopadati predvsem s klasičnimi črvičicami ali luknjami, katerih vesoljski čas ni zelo kvantno mehaničen, in še vedno nas zanima, ali lahko svoje rezultate razširimo tudi na črvičke, v katerih je vesoljski čas neizrazit.
Fraser: Obstaja nekaj novega dela na temni energiji, kjer pravijo, da se zdi, da se učinek temne energije dogaja v Vesolju, da se pospešuje. Ali obstaja nova oblika energije, ki je še nismo videli, ali pa gre za razčlenitev teorije Einsteina na veliki ravni. Če se bo iz tega dela začelo kazati, da morda Einsteinova relativnost tega ne zna razložiti na širši ravni, ali bo to vplivalo na klasično razumevanje, kaj je črvokrvica?
Hsu: Glede na temno energijo, ker gre za nekaj, kar vpliva na obsežno strukturo Vesolja, obnašanje Vesolja na dolžinskih lestvicah megaparsekov, je vedno mogoče, da se splošna relativnost kot teorija spremeni na zelo velikih razdaljah in zato tega nismo mogli preizkusiti na teh razdaljah. Tako je vedno mogoče, da sklepi, ki jih dobite iz Relativnosti, preprosto ne pridejo v poštev. V našem primeru je dolžina lestvice, nad katero uporabljamo splošno relativnost, odvisna od velikosti človeka. Torej bi bilo nekoliko presenetljivo, če bi se splošna relativnost razbila že na teh dolžinah, čeprav je to mogoče.
Fraser: Torej je bolj na majhni strani tisto, kar gledate. Še vedno lepo razloži stvari v tej lestvici.
Hsu: Prav, obstajajo močnejši eksperimentalni preizkusi splošne relativnosti ali vsaj newtonske gravitacije na dolgih lestvicah metrov kot na megaparsekih. Tako smo nekoliko bolj prepričani, da je matematična formulacija gravitacije, ki jo uporabljamo, pravilna.
Fraser: Če bi želel dokaj hitro naleteti na vesolje, bi moral namesto tega pogledati osnove, ali pa zgolj navadno staro gibanje v običajnem prostoru.
Hsu: Sem velik oboževalec znanstvene fantastike, in to sem bil že kot otrok, ampak kot znanstvenik bi moral reči, da je videti, kot da se zdi, da naše vesolje ni zgrajeno na zelo primeren način, da bi ga ljudje dobili od zvezde do zvezde. In znanstvena fantastika, ki jo končamo blizu našega Sonca, počnemo pa neverjetne stvari z bioinženiringom ali informacijsko tehnologijo ali A.I. zdi se bolj verjetno, da se bo uresničil z našimi fizičnimi zakoni kot Star Trek.
