Οι σκουληκότρυπες - οι χύμαες πύλες που θα μπορούσαν να συνδέσουν θεωρητικά τα απομακρυσμένα σημεία στο χωροχρόνιο - συνήθως απεικονίζονται ως πηγάδια βαρύτητας που συνδέονται με μια στενή σήραγγα.
Αλλά το ακριβές σχήμα τους ήταν άγνωστο.
Τώρα, όμως, ένας φυσικός στη Ρωσία έχει επινοήσει μια μέθοδο μέτρησης του σχήματος συμμετρικών σκουληκιών - παρόλο που δεν έχουν αποδειχθεί - βάσει του τρόπου με τον οποίο τα αντικείμενα μπορεί να επηρεάσουν το φως και τη βαρύτητα.
Θεωρητικά, οι διαστρεπτικές σκουληκότρυπες ή οι τετραδιάστατες πύλες μέσω του χωροχρόνου θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως εξής: Στο ένα άκρο, η ακαταμάχητη έλξη μιας μαύρης τρύπας θα έπνιζε την ύλη σε μια σήραγγα που συνδέεται στο άλλο άκρο με μια «λευκή τρύπα, "που θα φουσκώνει το θέμα σε μια τοποθεσία μακριά από το σημείο προέλευσης του υλικού σε χώρο και χρόνο, σύμφωνα με το site της Live Science, Space.com. Αν και οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει ενδείξεις μαύρων οπών στο σύμπαν, δεν έχουν βρεθεί ποτέ λευκές τρύπες.
Οι σκουληκότρυπες (και η δυνατότητα διαστρικό ταξίδι που προτείνουν) παραμένουν αναπόδεικτες, αν και η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Albert Einstein αφήνει περιθώρια για την ύπαρξη των αντικειμένων.
Ωστόσο, παρόλο που οι σκουληκότρυπες μπορεί ή όχι να υπάρχουν, οι επιστήμονες γνωρίζουν πολλά για τη συμπεριφορά του φωτός και των βαρυτικών κυμάτων. Οι τελευταίες είναι οι κυματισμοί στο διάστημα-διάστημα που στροβιλίζονται γύρω από μαζικά αντικείμενα όπως οι μαύρες τρύπες.
Μια ιδιότητα σκουληκότρυπα που μπορεί να παρατηρηθεί, αν και έμμεσα, είναι μια κόκκινη μετατόπιση στο φως κοντά στο αντικείμενο, σύμφωνα με τη νέα μελέτη. (Η redshifting είναι μια μείωση στη συχνότητα των μηκών κύματος φωτός καθώς ταξιδεύουν μακριά από ένα αντικείμενο, με αποτέλεσμα την αλλαγή στο κόκκινο μέρος του φάσματος.)
Αν γνωρίζετε πώς το φως γύρω από μια πιθανή σκουληκότρυπα είναι redshifted, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις συχνότητες των βαρυτικών κυμάτων, ή πόσο συχνά ταλαντεύονται, για να προβλέψετε το συμμετρικό σχήμα της σκουληκότρυπας, δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Roman Konoplya. Είναι αναπληρωτής καθηγητής στο Ινστιτούτο Γραμμικής και Κοσμολογίας στο Πανεπιστήμιο Φιλίας των Λαών της Ρωσίας (RUDN).
Συνήθως, οι ερευνητές εργάζονται στην αντίθετη κατεύθυνση, κοιτάζοντας τη γεωμετρία των γνωστών σχημάτων για να υπολογίσουν πώς συμπεριφέρεται το φως και η βαρύτητα, είπε ο Konoplya σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο στην Live Science.
Θα υπήρχαν μερικές μέθοδοι για τον έλεγχο της ερυθρής μετατόπισης κοντά σε μια πιθανή σκουληκότρυπα, δήλωσε ο Κονόπλια. Κάποιος θα χρησιμοποιούσε το βαρυτικό φακό ή την κάμψη των ακτίνων φωτός καθώς περνούν από μαζικά αντικείμενα - όπως ίσως και οι σκουληκότρυπες. Αυτό το φακό θα μετριέται στις επιπτώσεις του στο αχνό φως που προέρχεται από μακρινά αστέρια (ή σε φωτεινότερο φως από κοντινό αστέρι "αν είμαστε πολύ, πολύ τυχεροί", δήλωσε ο Κονόπλια). Μια άλλη μέθοδος θα μετρά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κοντά στην σκουληκότρυπα, καθώς προσελκύει περισσότερη ύλη, εξήγησε.
Σκεφτείτε την εξίσωση με αυτόν τον τρόπο: Εάν χτυπήσετε ένα τύμπανο, η συμπεριφορά των ηχητικών κυμάτων που παράγονται από τη δόνηση του τεντωμένου δέρματος μπορεί να αποκαλύψει το σχήμα του τύμπανου, δήλωσε ο Ζογιόν Μπλούμφιλντ, λέκτορας στο τμήμα φυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Επιστήμη.
"Όλες οι διαφορετικές συχνότητες - που σας λένε τις διαφορετικές δονητικές λειτουργίες αυτού του τεντωμένου δέρματος", είπε ο Bloomfield. Εν τω μεταξύ, οι κορυφές και οι κοιλάδες αυτών των δονήσεων σταδιακά αποσυντίθενται με το χρόνο, γεγονός που δείχνει πως οι τρόποι λειτουργίας είναι "αποσβεσμένοι". Αυτά τα δύο στοιχεία μαζί μπορούν να σας βοηθήσουν να ορίσετε το σχήμα του τυμπάνου, είπε ο Bloomfield.
"Αυτό που κάνει αυτό το χαρτί είναι το ίδιο πράγμα για μια σκουληκότρυπα. Αν μπορούμε πραγματικά να« ακούσουμε »τις φθίνουσες συχνότητες ταλάντωσης μιας σκουληκότρυπας με αρκετή ακρίβεια, μπορούμε να συμπεράνουμε το σχήμα της σκουληκότρυπας από το φάσμα του συχνότητες και πόσο γρήγορα αποσυντίθενται », εξήγησε.
Στην εξίσωση του, ο Konoplya πήρε τις τιμές redshift της σκουληκότρυπας και μετά ενσωμάτωσε την κβαντική μηχανική ή τη φυσική των μικροσκοπικών υποατομικών σωματιδίων για να εκτιμήσει πώς οι βαρυτικές κυματισμοί στο διάστημα θα επηρέαζαν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα της σκουληκότρυπας. Από εκεί, κατασκευάστηκε μια εξίσωση για τον υπολογισμό του γεωμετρικού σχήματος και μάζας της σκουληκότρυπας, ανέφερε στη μελέτη.
Η τεχνολογία για τη μέτρηση των βαρυτικών κυμάτων ήταν γύρω από το 2015, με την εισαγωγή του παρατηρητηρίου βαρυτικών κυμάτων (LIGO). Τώρα, οι ερευνητές επιδιώκουν να τελειοποιήσουν τις μετρήσεις του LIGO, καθώς καλύτερα δεδομένα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να προσδιορίσουν τελικά εάν υπάρχει εξωτική ύλη στο σύμπαν - το υλικό που κατασκευάζεται από δομικά στοιχεία σε αντίθεση με τα φυσιολογικά ατομικά σωματίδια. Αυτό το υλικό θα μπορούσε να υποστηρίξει αντικείμενα όπως οι σκουληκότρυπες, δήλωσε ο Bloomfield στην Live Science.
Προς το παρόν, τουλάχιστον, οι σκουληκότρυπες είναι μόνο θεωρητικές, οπότε η εξίσωση του Konoplya δεν αντιπροσωπεύει πραγματικές μετρήσεις πραγματικού κόσμου, έγραψε στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. Και ανιχνευτές όπως το LIGOmeasure μόνο μία συχνότητα βαρυτικών κυμάτων, ενώ θα χρειαστείτε αρκετές συχνότητες για να προβλέψετε το σχήμα της σκουληκότρυπας, είπε ο Konoplya.
"Από τέτοια κακά δεδομένα, είναι αδύνατο να εξάγουμε αρκετές πληροφορίες για ένα τόσο περίπλοκο πράγμα, όπως μια γεωμετρία ενός συμπαγούς αντικειμένου", έγραψε ο Konoplya στο email.
Οι μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να παράσχουν μια ακόμη πιο λεπτομερή εικόνα του σχήματος και των ιδιοτήτων της σκουληκότρυπας, δήλωσε ο Κονόπλια.
"Τα αποτελέσματά μας μπορούν να εφαρμοστούν και στις περιστρεφόμενες σκουληκότρυπες, υπό την προϋπόθεση ότι είναι αρκετά συμμετρικές", πρόσθεσε.
Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν σε απευθείας σύνδεση στις 10 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Physics Letters B.
