Găurile de vierme pot fi scurtături viabile în spațiu-timp, sugerează un nou studiu

Noua teorie contrazice predicțiile anterioare conform cărora găurile de vierme, aceste „comenzi rapide”, s-ar prăbuși instantaneu. Găurile de vierme, sau portalurile dintre găurile negre, pot fi stabile până la urmă, sugerează o nouă teorie. Descoperirile contrazic predicțiile anterioare conform cărora aceste scurtături ipotetice prin spațiu-timp s-ar prăbuși instantaneu. Schimbarea mare vine deoarece micile diferențe în matematica relativității, care este folosită pentru a descrie astfel de găuri de vierme, ajung să schimbe dramatic imaginea noastră generală a modului în care se comportă. În primul rând, câteva informații despre modul în care funcționează relativitatea generală. Relativitatea este ca o mașină. Pune anumite obiecte – să zicem, o masă sau un aranjament de particule – și mașina hotărăște cum se va comporta acea colecție în timp din cauza gravitației. Totul în relativitatea generală se bazează pe mișcarea în spațiu și timp: obiectele încep la anumite coordonate fizice, se mișcă și ajung la alte coordonate. În timp ce regulile relativității generale sunt fixe, teoria în sine oferă multă libertate de a descrie acele coordonate în mod matematic. Fizicienii numesc aceste descrieri diferite „metrice”. Gândiți-vă la valorile ca fiind moduri diferite de a descrie cum să ajungeți la casa bunicii de Ziua Recunoștinței. Acestea pot fi indicații pe stradă, latitudine și longitudine bazate pe satelit sau repere mâzgălite pe un șervețel. Valoarea dumneavoastră este diferită în fiecare caz, dar indiferent de măsurarea pe care o alegeți, ajungeți la marele festin.

8 moduri în care puteți vedea teoria relativității a lui Einstein în viața reală

În mod similar, fizicienii pot folosi valori diferite pentru a descrie aceeași situație și, uneori, o măsurătoare este mai utilă decât alta – asemănător cu cu indicațiile stradale, pentru a verifica din nou dacă vă aflați la reperul potrivit.  Când vine vorba de găuri negre și găuri de vierme, există câteva măsurători potențiale. Cea mai populară este metrica Schwarzschild, care este locul unde au fost descoperite pentru prima dată găurile negre. Dar metrica Schwarzschild conține o matematică ciudată. Această măsurătoare se comportă greșit la o anumită distanță de gaura neagră, o distanță cunoscută astăzi ca raza Schwarzschild sau orizontul evenimentelor. Și prin „se comportă greșit”, înțelegem că metrica se defectează complet și nu mai poate face distincția între diferite puncte din spațiu și timp. Dar există o altă măsurătoare, numită metrica Eddington-Finkelstein, care descrie ce se întâmplă cu particulele când ajung la orizontul evenimentelor: trec direct prin gaura neagră și cad în gaura neagră, pentru a nu mai fi văzute niciodată. Ce legătură au toate acestea cu găurile de vierme? Cel mai simplu mod de a construi o gaură de vierme este de a „extinde” ideea unei găuri negre cu imaginea ei în oglindă, gaura albă. Această idee a fost propusă pentru prima dată de Albert Einstein și Nathan Rosen, de unde și motivul pentru care găurile de vierme sunt uneori numite „poduri Einstein-Rosen”. În timp ce găurile negre nu lasă nimic să iasă, găurile albe nu lasă niciodată nimic să intre. Pentru a face o gaură de vierme, trebuie doar să luați o gaură neagră și o gaură albă și să le uniți singularitățile (punctele de densități infinite din centrele lor). Aceasta creează un tunel prin spațiu-timp. Odată ce există o gaură de vierme teoretică, este perfect rezonabil să ne întrebăm ce s-ar întâmpla dacă cineva ar încerca de fapt să treacă prin ea. Aici intervine mașina relativității generale: Având în vedere această situație (foarte interesantă), cum se comportă particulele? Răspunsul standard este că găurile de vierme sunt urâte. Găurile albe în sine sunt instabile (și probabil că nici măcar nu există), iar forțele extreme din interiorul găurii de vierme forțează gaura de vierme în sine să se întindă și să se rupă ca o bandă de cauciuc în momentul în care se formează. Și dacă încerci să trimiți ceva în jos? Ei bine, noroc. Dar Einstein și Rosen și-au construit gaura de vierme cu metrica Schwarzschild obișnuită, iar cele mai multe analize ale găurilor de vierme folosesc aceeași măsură. Așa că fizicianul Pascal Koiran de la Ecole Normale Supérieure de Lyon din Franța a încercat altceva: folosind în schimb metrica Eddington-Finkelstein. Lucrarea sa, descrisă în octombrie în baza de date de pretipărire arXiv, este programată să fie publicată într-un număr viitor al Journal of Modern Physics.

El a descoperit că particula poate traversa orizontul evenimentelor, poate intra în tunelul găurii de vierme și poate scăpa prin cealaltă parte, totul într-o perioadă finită de timp. Metrica Eddington-Finkelstein nu s-a comportat greșit în niciun moment al acelei traiectorii. Înseamnă asta că podurile Einstein-Rosen sunt stabile? Nu chiar. Relativitatea generală ne vorbește doar despre comportamentul gravitației și nu despre celelalte forțe ale naturii. Termodinamica, care este teoria modului în care acționează căldura și energia, de exemplu, ne spune că găurile albe sunt instabile. Cu toate acestea, rezultatul lui Koiran este încă interesant, deoarece subliniază că găurile de vierme nu sunt chiar atât de catastrofale cum au apărut prima dată și că pot exista căi stabile prin tunelurile găurilor de vierme, perfect permise de relativitatea generală. Sursa: livescience.com