Kan krusninger i rumtiden indikere ormhuller?

2023 Forfatter: Kaylee MacAlister | [email protected]. Sidst ændret: 2023-05-21 07:59

Rumtid, som vi kender i dag, er en fysisk model, der supplerer rummet med en lige tidsdimension. Takket være denne model blev der skabt en teoretisk-fysisk struktur, som blev kaldt rum-tidskontinuum. Det er vigtigt at bemærke, at før Einsteins generelle relativitetsteori var forståelsen af de grundlæggende fysiske love ufuldstændig, men offentliggørelsen af generel relativitet i 1905 efterlod mange spørgsmål, hvoraf det ene var sorte huller og ormehuller - en "tunnel" i rum-tid, der forbinder forskellige punkter i rum-tid … Og hvis eksistensen af sorte huller blev bevist for flere år siden, så med ormhuller er alt ikke så entydigt - de tilhører hypotetisk eksisterende objekter. Men nogle forskere mener, at vi snart også vil kunne finde dem. Så i løbet af de sidste par måneder er der blevet offentliggjort flere videnskabelige undersøgelser på én gang, som tilbyder nye, spændende måder at søge efter disse rumobjekter.

Interessant fakta

Forskere rapporterer, at et sort hul, der kredser om et ormehul, vil udsende et specielt mønster af gravitationsbølger - unikt for ormehuller.

Hvordan finder man et ormhul?

Til at begynde med er sorte huller og ormehuller særlige typer løsninger på Einsteins ligninger, der opstår, når rumtidens struktur er stærkt forvredet af tyngdekraften. For eksempel, når stof er ekstremt tæt, kan rummet i rumtiden blive så buet, at selv lys ikke kan slippe ud. Vi kalder sådanne objekter sorte huller.

Fordi generel relativitet tillader rummet i rumtiden at strække og bøje, beskrev Einstein og medfysiker Nathan Rosen i 1935, hvordan to rumtiden kan forbindes sammen, hvilket skaber en slags bro mellem de to universer. Dette er en type ormhul, men mange andre er blevet beskrevet siden da.

Einstein-Rosen-broen er en sektion i billedet, der forbinder to ark rum-tid.

Apropos ormehuller kan man ikke undgå at nævne gravitationsbølger, hvis eksistens blev bevist i 2015. Faktum er, at ved hjælp af kraftfulde detektorer LIGO og VIRGO har forskere allerede opdaget sorte huller, men deres næste opdagelse kan overføre ormhuller fra hypotetiske objekter til virkelige. Og hvis der findes ormhuller, kan de udefra virke som sorte huller.

Forskellen mellem et ormehul og et sort hul er, at en gang i et sort hul kan en genstand ikke flygte fra den, og en gang i et ormehul vil den kunne gå lige igennem den til den anden side. Den kraft, vi opfatter som tyngdekraften, er faktisk resultatet af rumtidens krumning.

Universets mærkelighed

Så planeterne kredser om solen, fordi den skaber form af en skål i rummet. (Det er lettest at forestille sig planeterne som kugler, der cirkler rundt og inde i dette kratt). Sorte huller forvrænger til gengæld rum-tid i kløfter så dybt, at intet kan forlade dem. Men rumtiden kan også bøje sig i andre mærkelige former, som tunneler.

Ormhullet vist her er en tunnel i rumtiden, der forbinder forskellige dele af universet.

Disse tunneler eller ormehuller kunne give den korteste vej mellem to fjerne steder i rum og tid eller mellem to forskellige universer. Rumtid kan bøje, men det kan også svinge. Disse bølger kaldes tyngdekraftsbølger og kan indikere ormhuller.

Gravitationsbølger, sorte huller og ormehuller

Forskerne mener, at et sort hul, der spiraler ind i et ormehul, bør skabe et mærkeligt krusningsmønster i rumtiden. Og med de rigtige instrumenter kunne nogle observatorier opdage dem.

At komme ind og ud af et ormhul ser sandsynligvis sådan ud.

Fysikere kom til denne konklusion i et papir, der blev offentliggjort midt på sommeren på arXiv.org preprint -serveren. Bølgerne fra det sorte hul-ormehulspar blinker og tænder, når det sorte hul passerer gennem ormehullet og derefter forlader igen. Men til dato er der ingen tegn på eksistensen af disse objekter.

Ormhuller er bestemt spekulative med stort C, «siger William Gabella. Han er fysiker ved Vanderbilt University i Nashville, Tennessee. Men hvis der findes ormhuller, bør forskere have en chance for at finde dem. Det ville simpelthen kræve de rigtige forhold og en gravitationsbølgedetektor.

Sort hul rejser gennem et ormehul

Ifølge Live Science undersøgte Gabellas team et sort hul med en masse fem gange Solens masse. De forestillede sig et sort hul, der kredsede om et ormehul i en afstand på omkring 1,6 milliarder lysår fra Jorden. Ifølge deres beregninger, når et sort hul roterer rundt om et ormehul, skal det begynde at spiralere indad og frigive gravitationsbølger.

Og i første omgang ville de ligne gravitationsbølger fra to sorte huller. Strukturen af bølgerne, som nogle fysikere kalder kvidre, vil stige i frekvens over tid. Men når det når midten af ormehullet eller "halsen", vil det sorte hul passere gennem det.

Einstein-Rosen-broen set af kunstneren.

Forskerne så derefter på, hvad der ville ske, hvis et sort hul dukkede op et fjernt sted. For eksempel i et andet univers. I dette tilfælde ville gravitationsbølgerne i det første univers pludselig stoppe, og i det andet univers ville det sorte hul "skyde" udad, før det spiraliserede igen. Hun skal derefter helt tilbage gennem ormehullet og tilbage til det første univers.

Når det sorte hul vender tilbage, vil det først spiralere ud af ormhullet. Dette kan forårsage en "anti -chirp" - et mønster af gravitationsbølger modsat chirping - før de styrter ned i denne tilstand igen, skriver forfatterne til det videnskabelige papir.

Over tid vil det sorte hul fortsætte med at hoppe mellem de to universer, hvilket skulle forårsage gentagne udbrud af gravitationsbølger. Men der ville være perioder med stilhed imellem - så snart det sorte hul mister nok energi til at skabe gravitationsbølger, slutter dets rejse, og den sætter sig i ormhullets hals.