Apakah lubang lubang?

Cacing adalah jauh lebih biasa kepada orang-orang sebagai peranti plot daripada fenomena fizikal. Naratif 'mereka secara tradisinya diperkenalkan kepada dunia protagonis pada masa yang tidak masuk akal dan dicirikan oleh keupayaan yang luar biasa untuk menghasilkan mendapatkan watak di mana mereka perlu. Pada skrin, fabrik ruang masa membungkuk ke arah penyelesaian. Sebenarnya, kurang begitu.

Cacing sejati adalah penjelasan teori untuk pergerakan bahan yang mempunyai potensi yang nyata untuk membuat perjalanan antara bintang mungkin - walaupun dengan cara yang sangat rumit, tidak dapat dipertahankan.

Cacing adalah pada dasarnya ciri ruang yang menghubungkan dua titik berasingan. Titik itu boleh menjadi lightyears atau hanya beberapa kaki dari satu sama lain; mereka boleh wujud di alam semesta yang berlainan, atau bahkan dalam pelbagai masa. Walau apa pun, lubang cacing menghubungkan mereka. Fikirkannya sebagai terowong yang pada asasnya berjalan di antara dua tempat dan secara fizikal memendekkan jarak yang diperlukan untuk perjalanan di antara mereka - sama ada jarak fizikal atau masa itu sendiri.

Dalam teori relativiti umum Einstein, lubang cacing biasa sebenarnya berbeza dari lubang jarum yang boleh dilalui. Yang terakhir ini hanya boleh wujud sekiranya jenis bahan eksotik yang mempunyai ketumpatan tenaga negatif dapat menstabilkan struktur dan menyimpannya dari runtuh. Menurut ahli astrofizik Kip Thorne, nombor tujuh dalam kedudukan kuasa astronomi kami, sebuah lubang cacing yang stabil mungkin akan menahan diri bersama-sama melalui cangkang yang terbuat dari bahan gelap - yang tidak pernah dijumpai tetapi cukup banyak diasumsikan oleh saintis untuk membentuk 84.5 peratus daripada jumlah perkara alam semesta.

Jadi kenapa sebenarnya ini (tidak ada pun yang dimaksudkan) perkara ?

Hampir semua kerja yang masuk ke dalam penerokaan ruang angkasa hari ini memberi tumpuan kepada matlamat yang lebih besar mencari planet dan bulan lain di galaksi ini atau seterusnya yang boleh dihuni. Dan satu-satunya cara untuk mengetahui sebenarnya ialah menghantar robot atau manusia ke atas dan menyiasat. Malangnya, perjalanan interstellar adalah sangat sukar. Kami tidak dekat dengan menghantar manusia di luar sistem suria. Neraka, kita tidak boleh mendapatkan angkasawan ke Marikh lagi. Dan kami hanya menghantar satu siasatan ke angkasa interstellar sejauh ini: Voyager 1. Ia mengambil masa 35 tahun untuk sampai ke sana.

Sekiranya kita ingin meneroka bahagian lain di alam semesta, kita perlu sama ada membangunkan teknologi pendorong kapal angkasa yang lebih baik, atau mencari jalan pintas. Mungkin ada beberapa teknologi pendorong yang boleh berfungsi, tetapi ia tidak jelas berapa lama mereka akan mengambil untuk berkembang. Dan seperti mana-mana teknologi yang berkuasa, kita akan memerlukan sejumlah besar sumber untuk menjalankan perkara itu - dan siapa tahu sama ada bahan tersebut masih wujud pada masa akan datang.

Jadi kita perlu beralih kepada jalan pintas. Seperti yang kasar Interstellar adalah, ia masih menggambarkan bagaimana lubang cacing mungkin memberikan laluan yang selamat kepada dunia cahaya tahun yang lain jauh dari Bumi. Tidak ada persoalan bahawa filem itu mengambil kebebasan, memotong aktiviti pelik yang pelik yang boleh melengkapkan peluru secara literal di ruang seumpama. Walau bagaimanapun, jika lubang cacing boleh membawa kita ke tempat-tempat yang jauh di luar sistem bintang kita sendiri, ia boleh melakukan keajaiban dalam membantu manusia memintas keperluan untuk membangunkan teknologi yang tidak berperikemanusiaan yang boleh menjadikan perjalanan cahaya yang ringan mungkin. Kelajuan peluru mungkin, sebenarnya, menjadi satu kaedah untuk membuat lubang lapis kecil dan penghantaran kapal angkasa melaluinya ke sisi lain alam semesta.

Terdapat juga perjalanan lain yang boleh dilakukan oleh lubang cacing. Satu adalah perjalanan masa. (Di sinilah anda mengabaikannya Interstellar dan berfikir Star Trek.) Ideanya adalah bahawa satu hujung lubang cacing boleh dipercepatkan kepada halaju yang lebih tinggi daripada yang lain, mewujudkan pelarasan masa relativistik di mana masa bergerak lebih perlahan pada hujung dipercepat daripada pada hujung normal. Oleh itu, objek yang memasuki ujung dipercepat akan keluar dari hujung normal pada waktu sebelum kemasukannya (iaitu kembali ke masa). Fizik sedikit lebih rumit dan nuanced daripada itu, tetapi anda mendapat titik - lubang cacing mungkin sebenarnya membuat perjalanan pulang kerja masa. Tidak ada teknologi pemacu warp yang boleh dibuat itu mungkin.

Ciri-ciri potensi lain dari lubang cacing perlu dengan perjalanan antara alam semesta yang berbeza. Banyak ahli fizik dan pakar kosmologi bersetuju bahawa kita hidup dalam satu daripada banyak alam semesta yang mungkin. Masih tiada bukti tentang ini, tetapi satu teori yang berkaitan dengan lubang menunjukkan bahawa terowong masa ini boleh digunakan untuk menghubungkan alam semesta yang berbeza. Sebenarnya, idea ini berpendapat bahawa zarah yang menggunakan lubang cacing untuk perjalanan kembali ke masa tidak benar-benar perjalanan kembali ke masa sama sekali: Ia semata-mata pergi ke alam semesta yang selari.

Sebelum kita dapat mengejar kemungkinan ini, kita perlu melakukan dua perkara: Mencari lubang cacing dan memikirkan cara untuk memastikan ia terbuka. Apabila kita melakukan itu, fiksyen sains masa lalu mungkin pucat berbanding dengan pilihan masa kini.