Jeder will ein Wurmloch. Ich meine, wer möchte sich die Mühe machen, die langen und langsamen Routen durch das Universum zu bereisen und Zehntausende von Jahren zu brauchen, um einen weiteren langweiligen Stern zu erreichen? Nicht, wenn Sie in die nächste Wurmlochöffnung springen, einen kurzen Spaziergang machen und in einer exotischen, weit entfernten Ecke des Universums landen können.
Es gibt jedoch eine kleine technische Schwierigkeit: Wurmlöcher, die in der Raumzeit so extrem gebogen sind, dass sich ein Abkürzungstunnel bildet, sind katastrophal instabil. Sobald Sie ein einzelnes Photon durch das Loch senden, kollabiert es schneller als mit Lichtgeschwindigkeit.
Ein kürzlich im Preprint-Journal arXiv am 29. Juli veröffentlichtes Papier hat jedoch einen Weg gefunden, ein fast stabiles Wurmloch zu bauen, das zwar zusammenbricht, aber langsam genug ist, um Nachrichten - und möglicherweise sogar Dinge - herunterzusenden, bevor es sich selbst zerreißt . Alles was du brauchst sind ein paar schwarze Löcher und ein paar unendlich lange kosmische Saiten.
Kinderleicht.
Das Wurmlochproblem
Im Prinzip ist der Bau eines Wurmlochs ziemlich einfach. Nach Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie verzerren Masse und Energie das Gefüge der Raumzeit. Und eine bestimmte spezielle Konfiguration von Materie und Energie ermöglicht die Bildung eines Tunnels, einer Abkürzung zwischen zwei ansonsten entfernten Teilen des Universums.
Leider sind diese Wurmlöcher selbst auf dem Papier fantastisch instabil. Sogar ein einzelnes Photon, das durch das Wurmloch geht, löst eine katastrophale Kaskade aus, die das Wurmloch zerreißt. Eine gesunde Dosis negativer Masse - ja, das ist Materie, aber mit einem entgegengesetzten Gewicht - kann jedoch den destabilisierenden Effekten von normaler Materie entgegenwirken, die versucht, durch das Wurmloch zu gelangen, und es durchquerbar machen.
OK, Materie mit negativer Masse existiert nicht, also brauchen wir einen neuen Plan.
Beginnen wir mit dem Wurmloch selbst. Wir brauchen einen Eingang und einen Ausgang. Es ist theoretisch möglich, ein Schwarzes Loch (eine Region des Raums, in der nichts entweichen kann) mit einem Weißen Loch (eine theoretische Region des Raums, in die nichts eintreten kann) zu verbinden. Wenn sich diese beiden seltsamen Kreaturen zusammenschließen, bilden sie ein brandneues Ding: ein Wurmloch. Sie können also in jedes Ende dieses Tunnels springen und anstatt in Vergessenheit zu geraten, walzen Sie einfach harmlos auf der anderen Seite heraus.
Oh, aber weiße Löcher gibt es auch nicht. Mann, das wird schwierig.
Laden Sie es auf
Da es keine weißen Löcher gibt, brauchen wir einen neuen Plan. Zum Glück enthüllt eine clevere Mathematik eine mögliche Antwort: ein aufgeladenes Schwarzes Loch. Schwarze Löcher können eine elektrische Ladung tragen (es ist nicht üblich, weil sie auf natürliche Weise gebildet werden, aber wir werden nehmen, was wir bekommen können). Das Innere eines geladenen Schwarzen Lochs ist ein seltsamer Ort, mit der normalen punktförmigen Singularität eines Schwarzen Lochs, das gedehnt und verzerrt ist und es ermöglicht, eine Brücke zu einem anderen entgegengesetzt geladenen Schwarzen Loch zu bilden.
Voila: ein Wurmloch, das nur Dinge verwendet, die tatsächlich existieren könnten.
Aber dieses Wurmloch über geladene Schwarze Löcher hat zwei Probleme. Erstens ist es immer noch instabil, und wenn etwas oder jemand tatsächlich versucht, es zu verwenden, fällt es auseinander. Das andere ist, dass die beiden entgegengesetzt geladenen Schwarzen Löcher - sowohl durch Gravitations- als auch durch elektrische Kräfte - voneinander angezogen werden. Wenn sie zusammenfallen, erhalten Sie nur ein einziges großes, neutral geladenes und insgesamt nutzloses Schwarzes Loch.
Legen Sie einen kosmischen Bogen darauf
Damit dies alles funktioniert, müssen wir sicherstellen, dass die beiden geladenen Schwarzen Löcher sicher weit voneinander entfernt bleiben und dass sich der Tunnel des Wurmlochs offen halten kann. Eine mögliche Lösung: kosmische Strings.
Kosmische Strings sind theoretische Defekte, ähnlich den Rissen, die sich beim Gefrieren von Eis im Gewebe der Raumzeit bilden. Diese kosmischen Reste bildeten sich in den frühen, berauschenden Tagen der ersten Sekundenbruchteile nach dem Urknall. Sie sind wirklich exotische Objekte, nicht breiter als ein Proton, aber mit einem Zentimeter ihrer Länge überwiegen sie den Mount Everest. Du willst niemals selbst einem begegnen, da sie dich wie ein kosmisches Lichtschwert in zwei Hälften schneiden würden, aber du musst dir keine großen Sorgen machen, da wir nicht einmal sicher sind, ob es sie gibt, und wir haben noch nie einen da draußen gesehen das Universum.
Trotzdem gibt es keinen Grund, warum sie nicht existieren können, also sind sie faires Spiel.
Sie haben eine weitere sehr nützliche Eigenschaft, wenn es um Wurmlöcher geht: enorme Spannung. Mit anderen Worten, sie mögen es wirklich nicht, herumgeschubst zu werden. Wenn Sie das Wurmloch mit einer kosmischen Schnur einfädeln und die Schnur entlang der Außenkanten der Schwarzen Löcher laufen lassen und sich von beiden Enden bis ins Unendliche ausdehnen, verhindert die Spannung in der Schnur, dass die geladenen Schwarzen Löcher angezogen werden zueinander halten die beiden Enden des Wurmlochs weit voneinander entfernt. Im Wesentlichen wirken die entfernten Enden der kosmischen Kette wie zwei gegensätzliche Tauziehen-Teams, die die schwarzen Löcher zurückhalten.
Das Zittern beruhigen
Eine kosmische Kette löst eines der Probleme (hält die Enden offen), verhindert jedoch nicht, dass das Wurmloch selbst zusammenbricht, wenn Sie es tatsächlich verwenden. Lassen Sie uns also eine andere kosmische Schnur einwerfen, die ebenfalls das Wurmloch einfädelt, es aber auch durch den normalen Raum zwischen den beiden schwarzen Löchern schleift.
Wenn kosmische Strings in einer Schleife geschlossen sind, wackeln sie - viel. Diese Schwingungen verändern das Gewebe der Raumzeit um sie herum, und wenn sie genau richtig eingestellt sind, können die Schwingungen dazu führen, dass die Energie des Raums in ihrer Nähe negativ wird und effektiv wie eine negative Masse im Wurmloch wirkt und es möglicherweise stabilisiert.
Es scheint ein wenig komplex zu sein, aber in der jüngsten Arbeit gab ein Team theoretischer Physiker schrittweise Anweisungen zum Aufbau eines solchen Wurmlochs. Es ist keine perfekte Lösung: Schließlich ziehen die inhärenten Schwingungen in den kosmischen Saiten - die gleichen, die das Wurmloch offen halten könnten - Energie und damit Masse von der Saite weg und machen sie immer kleiner. Im Wesentlichen geraten die kosmischen Fäden im Laufe der Zeit in Vergessenheit, wobei das Wurmloch nicht weit dahinter vollständig zusammenbricht. Aber das zusammengewürfelte Wurmloch kann lange genug stabil bleiben, damit Nachrichten oder sogar Objekte den Tunnel entlang wandern und tatsächlich nicht sterben können, was sehr schön ist.
Aber zuerst müssen wir einige kosmische Strings finden.
Paul M. Sutter ist Astrophysiker bei Die Ohio State University, Gastgeber von Fragen Sie einen Raumfahrer und Weltraumradiound Autor von Dein Platz im Universum.
