מסע בחלל דרך חורי תולעת נשמע כמו רעיון די מעניין. מי לא היה רוצה שהטכנולוגיה תקפוץ בספינה, למצוא את חור התולעת הקרוב ביותר ולנסוע למקומות רחוקים תוך זמן קצר? זה יקל על נסיעות בחלל! כמובן שהרעיון צץ בסרטי מדע בדיוני וספרים כל הזמן. "מנהרות אלה במרחב-זמן" כביכול מאפשרות לדמויות לנוע במרחב ובזמן בפעם פעימה, והדמויות אינן צריכות לדאוג לפיזיקה.
האם חורי תולעת אמיתיים? או שמא מדובר רק במכשירים ספרותיים כדי לשמור על עלילות מדע בדיוני. אם הם קיימים, מה ההסבר המדעי שעומד מאחוריהם? התשובה יכולה להיות מעט מכל אחת. עם זאת, הם הם תוצאה ישירה של תורת היחסות הכלליתהתיאוריה שפותחה לראשונה על ידי אלברט אינשטיין בראשית המאה העשרים. עם זאת, זה לא אומר בהכרח שהם קיימים או שאנשים יכולים לנסוע דרכם בחלליות. כדי להבין מדוע הם אפילו רעיון לטיול בחלל, חשוב לדעת מעט על המדע שעשוי להסביר אותם.
מהם חורי תולעת?
חור תולעת אמור להיות דרך לעבור דרך חלל-זמן המחבר בין שתי נקודות מרוחקות בחלל. כמה דוגמאות מהספרים הבדיוניים והסרטים כוללים את הסרט בין כוכבים, שם הדמויות השתמשו בחורי תולעת כפורטלים לחלקים מרוחקים של הגלקסיה. עם זאת, אין שום הוכחה תצפיתית לכך שהם קיימים ואין הוכחה אמפירית לכך שהם לא נמצאים איפשהו. החוכמה היא למצוא אותם ואז להבין איך הם עובדים.
אחת הדרכים להתקיים חור תולעת היא ליצור אותו ולתמוך בו באמצעות חומר אקזוטי כלשהו. ניתן לומר בקלות, אבל מהו חומר אקזוטי? איזה נכס מיוחד הוא צריך כדי ליצור חורי תולעת? באופן תיאורטי, "דברים של חור תולעת" כאלה צריכים להיות בעלי מסה "שלילית". זה בדיוק מה שזה נשמע: חומר שיש לו ערך שלילי, ולא חומר רגיל, שיש לו ערך חיובי. זה גם משהו שמדענים מעולם לא ראו.
כעת, יתכן וחולי תולעת יצאו בספונטניות לקיום באמצעות חומר אקזוטי זה. אבל, יש בעיה נוספת. לא יהיה שום דבר שיתמוך בהם, כך שהם יתמוטטו מייד על עצמם. לא כל כך נהדר עבור כל ספינה שבמקרה עוברת באותה תקופה.
חורים שחורים ותולעים
אז אם חורים תולעים ספונטניים אינם ניתנים לעבודה, האם יש דרך אחרת ליצור אותם? תיאורטית כן, ויש לנו חורים שחורים להודות על כך. הם מעורבים בתופעה המכונה גשר איינשטיין-רוזן. זה בעצם חור תולעת שנוצר עקב התפתלות עצומה של מרחב-זמן כתוצאה מהשפעות של חור שחור. באופן ספציפי, זה צריך להיות חור שחור של שוורצשילד, כזה שיש לו מסה סטטית (בלתי משתנה), אינו מסתובב ואין לו מטען חשמלי.
אז איך זה יעבוד? בעיקרו של דבר כאשר אור נופל לתוך החור השחור, הוא יעבור דרך חור תולעת ובורח מהצד השני, דרך חפץ המכונה חור לבן. חור לבן דומה לחור שחור אך במקום לשאוב חומר פנימה הוא דוחה את החומר. האור יואץ הרחק מ"פורטל היציאה "של החור הלבן ב, ובכן, ה מהירות האור, מה שהופך אותו לחפץ בהיר, ומכאן המונח "חור לבן".
כמובן שהמציאות נושכת כאן: לא יהיה מעשי אפילו לנסות לעבור דרך חור התולעת מלכתחילה. הסיבה לכך היא שהמעבר ידרוש נפילה לחור שחור, שזו חוויה קטלנית להפליא. כל דבר שעובר את אופק האירועים היה נמתח ונמעך, הכולל יצורים חיים. במילים פשוטות, אין דרך לשרוד טיול כזה.
הסינגולריות של Kerr ו חורים תולעים חוצים
יש מצב נוסף בו עלול להיווצר חור תולעת, ממשהו המכונה חור שחור של קר. זה ייראה שונה לגמרי מ"סינגולריות נקודתית "רגילה, שזה מה שאסטרונומים חושבים שמרכיבים חורים שחורים. חור שחור של קר היה מכוון את עצמו בתצורת טבעת, ומאזן ביעילות את כוח הכבידה העצום עם האינרציה הסיבובית של הייחודיות.
מכיוון שהחור השחור "ריק" באמצע, יתכן שניתן לעבור בנקודה זו. עוויתת המרחב-זמן באמצע הטבעת יכולה לשמש כמעין חור תולעת, מה שמאפשר לנוסעים לעבור לנקודה אחרת בחלל. אולי בצד הרחוק של היקום, או ביקום אחר שכולם יחד. לייחודיות של Kerr יש יתרון מובהק על פני חורי תולעת אחרים המוצעים מכיוון שהם אינם דורשים קיום ושימוש של "מסה שלילית" אקזוטית כדי לשמור עליהם יציבים. עם זאת, טרם נצפו, רק תיאורטיים.
האם יכולנו יום אחד להשתמש בחורי תולעת?
אם מפנים את ההיבטים הטכניים של מכניקת חור התולעת, ישנם גם כמה אמיתות פיזיות קשות לגבי עצמים אלה. גם אם הם קיימים, קשה לומר אם אנשים יכלו אי פעם ללמוד לתפעל אותם. בנוסף, לאנושות אין עדיין ספינות כוכבים, ולכן להבין דרכים להשתמש בחורי תולעת כדי לנסוע זה באמת לשים את העגלה לפני הסוס.
יש גם את השאלה המתבקשת של בטיחות. בשלב זה, איש אינו יודע בדיוק למה לצפות בתוך חור תולעת. אנחנו גם לא יודעים לאן יכול חור תולעת לשלוח ספינה. זה יכול להיות בגלקסיה שלנו, או אולי במקום אחר ביקום הרחוק מאוד. כמו כן, הנה על מה ללעוס. אם חור תולעת לקח ספינה מהגלקסיה שלנו לעוד מיליארדי שנות אור משם, יש שאלה שלמה שיש לקחת בחשבון. האם חור התולעת מועבר באופן מיידי? אם כן, מתי נגיע לחוף הרחוק? האם הטיול מתעלם מהתרחבות המרחב-זמן?
כך שזה יכול בהחלט להיות אפשרי כדי שחורי תולעת יתקיימו ויתפקדו כפורטלים ברחבי היקום, סביר להניח כי אנשים אי פעם יוכלו למצוא דרך להשתמש בהם. הפיזיקה פשוט לא מסתדרת. עדיין.
נערך ועודכן על ידי קרולין קולינס פיטרסן