Θα ταξιδέψουμε ποτέ μέσα από «σκουληκότρυπες»;

Μετάφραση από το bbc.com : Π. Γερμάνης

Το σύμπαν είναι τεράστιο. Ταξιδεύοντας με την ταχύτητα του φωτός στο πλησιέστερο προς τη Γη αστέρι (πέραν του ήλιου), θα διαρκούσε περισσότερο από τέσσερα χρόνια. Κι αν θέλαμε ταξίδια στην άλλη πλευρά του γαλαξία; Θα απαιτούνταν σίγουρα περισσότερα από 100.000 χρόνια.
Τι πρέπει λοιπόν να κάνει είναι ένας ατρόμητος ταξιδιώτης του διαστήματος ώστε να είναι σε θέση να πραγματοποιήσει τέτοια ταξίδια;

Μια απάντηση στο προηγούμενο ερώτημα θα μπορούσε να είναι μια κοσμική συντόμευση, που ονομάζεται σκουληκότρυπα, ένα τούνελ δηλαδή μέσα από το πλέγμα του χώρου και του χρόνου που μπορεί να συνδέει απομακρυσμένες γωνιές του σύμπαντος. Είναι ο δρόμος που ακολουθούν πολλοί φανταστικοί διαστημικοί ταξιδιώτες, και μαζί με όλους αυτούς και οι πρωταγωνιστές στη ταινία Interstellar, σε σκηνοθεσία Κρίστοφερ Νόλαν.

Το να περάσει κανείς μέσα από μια σκουληκότρυπα θα ήταν εξαιρετικά δύσκολο, λένε οι επιστήμονες, ωστόσο, θα πρέπει προς το παρόν να το αποκλείσουμε. Λοιπόν, τι θα γίνονταν στην πραγματικότητα, και τι ακριβώς μας εμποδίζει τώρα;

Για να φανταστείτε μια σκουληκότρυπα, φανταστείτε ότι το σύμπαν είναι ένα δισδιάστατο φύλλο. Καμπυλώστε το φύλλο και ανοίξτε δύο τρύπες ώστε να σχηματίσουν δύο χοάνες. Τα άκρα των χοανών ενώνονται, και έτσι μπορείτε να θεωρήσετε μια σκουληκότρυπα σαν ένα σωλήνα (βλέπε εικόνα).

The Time-Tunnel in our Universe. Travelling through the time tunnel would be faster than the usual way from the Earth to the star Alpha Centauri in 4,3 light years distance.

Ενα τούνελ του χωροχρόνου στο σύμπαν. Ταξιδεύοντας μέσα από το τούνελ θα μπορούσαμε να μεταβούμε πολύ πιο γρήγορα στο κοντινότερο στο ηλιακό μας σύστημα άστρο, τον Α’ του Κενταύρου που κανονικά απέχει 4,3 έτη φωτός.

Η χειραγώγηση του χώρου με αυτόν τον τρόπο, σημαίνει ότι μπορείτε να μεταβείτε από το ένα άκρο μιας σκουληκότρυπας, διανύοντας σχετικά μικρή απόσταση, ως το άλλο άκρο το οποίο ενδεχομένως να βρίσκεται ακόμη και σε άλλο γαλαξία ή στην «άκρη» του σύμπαντος. Το στόμα μιας σκουληκότρυπας, λειτουργεί επίσης ως ένα κοσμικό παράθυρο, επιτρέποντάς σας να θαυμάσετε τα αστέρια στο άλλο άκρο του σύμπαντος.

Αυτή είναι η θεωρία έτσι κι αλλιώς. Τι λέει όμως η επιστήμη σχετικά με τη πραγματοποίηση αυτών των ταξιδιών;

Οι σκουληκότρυπες προκύπτουν φυσικά από τις εξισώσεις που διέπουν τη γενική θεωρία της σχετικότητας, την επαναστατική ιδέα του Αϊνστάιν, που περιγράφει τη βαρύτητα σαν την στρέβλωση του χώρου και του χρόνου, δύο έννοιες που αποτελούν τη δομή του σύμπαντος και που συχνά τις συναντάμε ως χωροχρόνος.

Ο Αϊνστάιν και ο Nathan Rosen δημοσίευσαν μια εργασία το 1935, που περιγράφουν αυτές τις σκουληκότρυπες, οι οποίες τελικά ονομάστηκαν γέφυρες Einstein-Rosen. Αυτά τα περίεργα αντικείμενα, όμως, αναπτύσσουν τέτοιες βαρυτικές δυνάμεις που ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει μέσα από αυτά. Επομένως, με μια πρόχειρη σκέψη, για τα διαστημικά ταξίδια, θα ήταν άχρηστες.

Στη δεκαετία του 1980, ο αστρονόμος Καρλ Σαγκάν έγραφε το μυθιστόρημα Contact (η βάση για την ταινία που πρωταγωνίστησε η Τζόντι Φόστερ), στο οποίο η ηρωίδα του ταξιδεύει σε όλο το σύμπαν. Ζήτησε τη βοήθεια του φυσικού Kip Thorne, για να δει αν υπήρχε ένας επιστημονικά ορθός τρόπος για τον χαρακτήρα του μυθιστορήματος, να κάνει αυτό το διαστρικό ταξίδι.

Ο Thorne διαπίστωσε ότι μια σκουληκότρυπα θα μπορούσε να λειτουργήσει καλύτερα για το σκοπό αυτό. Αλλά για να εξασφαλιστεί ότι η σκουληκότρυπα θα έμεινε ανοιχτή, ανακάλυψε, ότι θα χρειάζονταν να ισχύουν κάποιες περίεργες προϋποθέσεις – πράγματα που τελικά τα ονόμασε εξωτική ύλη. (Ακολουθώντας την κινηματογραφική κληρονομιά του Σαγκάν, οι ιδέες του Thorne ενέπνευσαν επίσης τον σεναριογράφο της ταινίας Interstallar.)

πηγή:http://www.astronomos.gr/

 

Και ένα παλιότερο σχετικό άρθρο… Αρνητική ενέργεια, «σκουληκότρυπες» και κινητήρες στρέβλωσης

Οπως θα περίμενε κανείς, οι συνέπειες αυτής της δυνατότητας είναι πολύ παράξενες. Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, δηλαδή τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα, η παρουσία ύλης (είτε ως μάζα, είτε ως ενέργεια) στρεβλώνει τη γεωμετρία του χωροχρονικού συνεχούς. Αυτό που αντιλαμβανόμαστε σαν βαρύτητα είναι η παραμόρφωση του χωροχρόνου που προκαλείται από τη συνήθη, θετική ενέργεια ή μάζα. Αλλά όταν η αρνητική ενέργεια ή μάζα (γνωστές και σαν «εξωτική ύλη») παραμορφώνει το χωροχρόνο, πολλά απίστευτα φαινόμενα μπορούν να γίνουν δυνατά: Το πέρασμα μέσα από «σκουληκότρυπες» (wormholes) που λειτουργούν σαν σήραγγες προς άλλα μακρινά σημεία του σύμπαντος, οι διαστημικοί κινητήρες στρέβλωσης (warp drive), που θα μπορούσαν να επιτρέψουν ταξίδια με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός (χωρίς να παραβιάζουν τη σχετική αρχή της φυσικής), ακόμα και οι χρονομηχανές για την πραγματοποίηση ταξιδιών στο παρελθόν ή το μέλλον.

Για τους φυσικούς, αυτές οι συνέπειες χτυπούν το κουδούνι του συναγερμού. Τα πιθανά παράδοξα του ταξιδιού στο παρελθόν – όπως η δολοφονία του παππού κάποιου πριν γίνει η σύλληψη του πατέρα του στη μήτρα της γιαγιάς του – έχουν εδώ και δεκαετίες εξερευνηθεί από την επιστημονική φαντασία. Αλλά και οι άλλες συνέπειες της εξωτικής ύλης (δεν πρέπει να συγχέεται με την αντιύλη) είναι επίσης προβληματικές. Εγείρουν ένα ερώτημα θεμελιώδους σημασίας: Μήπως οι ίδιοι οι νόμοι της φύσης που επιτρέπουν την ύπαρξη αρνητικής ενέργειας θέτουν περιορισμούς στη συμπεριφορά της; Επιστημονικές μελέτες των τελευταίων ετών αποκάλυψαν ότι πράγματι υπάρχουν πολύ αυστηροί περιορισμοί στο μέγεθος και τη διάρκεια της αρνητικής ενέργειας, που – δυστυχώς για τους οπαδούς της επιστημονικής φαντασίας – φαίνεται να κάνουν αδύνατη την κατασκευή «σκουληκότρυπων» και κινητήρων στρέβλωσης.

Συγκεκριμένα, οι παλμοί αρνητικής ενέργειας επιτρέπονται από την κβαντική θεωρία με τους εξής περιορισμούς: α) Οσο πιο μεγάλης διάρκειας είναι ο παλμός, τόσο πιο ασθενής πρέπει να είναι, β) ένας παλμός θετικής ενέργειας μεγαλύτερου μεγέθους πρέπει να ακολουθεί πάντοτε τον παλμό αρνητικής ενέργειας και γ) όσο πιο μεγάλο είναι το διάστημα ανάμεσα στον παλμό αρνητικής και στον παλμό θετικής ενέργειας, τόσο πιο μεγάλος πρέπει να είναι ο παλμός θετικής ενέργειας.

Η έννοια της αρνητικής ενέργειας δεν είναι καθαρό προϊόν φαντασίας. Μερικές επιδράσεις της έχουν παρατηρηθεί ακόμα και στο εργαστήριο. Πηγάζουν από την Αρχή της Απροσδιοριστίας του Χάιζενμπεργκ, που απαιτεί η ενεργειακή πυκνότητα κάθε ηλεκτρικού, μαγνητικού ή άλλου πεδίου να αυξομειώνεται τυχαία (σε μικροσκοπική κλίμακα). Ακόμα κι όταν η ενεργειακή πυκνότητα είναι μηδενική κατά μέσον όρο, όπως στο κενό, και πάλι παρουσιάζει διακυμάνσεις. Το κβαντικό κενό δεν είναι ποτέ πραγματικά κενό με την καθιερωμένη έννοια του όρου. Είναι μια θάλασσα «εικονικών» σωματιδίων που εμφανίζονται από το τίποτα, για να εξαφανιστούν αμέσως μετά. Η φύση αποστρέφεται το κενό. Αν κάποιος μπορούσε να αμβλύνει τους κυματισμούς, το κενό θα είχε λιγότερη ενέργεια απ’ ό,τι έχει, με άλλα λόγια λιγότερη από τη μηδενική ενέργεια, άρα αρνητική ενέργεια.

Ενα φαινόμενο που σχετίζεται με την αρνητική ενέργεια παρατηρείται στην κβαντική οπτική όταν δημιουργηθούν με κατάλληλες πειραματικές διατάξεις συμπιεσμένες καταστάσεις κενού. Μια άλλη μέθοδος εμφάνισης αρνητικής ενέργειας είναι αυτή που αξιοποιεί το φαινόμενο Κάσιμιρ, γνωστό από το 1948: Οταν δύο λείες μη φορτισμένες μεταλλικές πλάκες τοποθετηθούν πολύ (πάρα πολύ…) κοντά, τότε αποκόπτονται οι θετικές διακυμάνσεις του κενού ανάμεσα στις πλάκες με αποτέλεσμα η αρνητική ενεργειακή πυκνότητα που απομένει να ασκεί ελκτική επίδραση ανάμεσά τους.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή:http://www.rizospastis.gr
from «Scientific American»

 

Advertisements

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Me and my lovely home

My Home, My Poetry, My Photography

Stories from the Heart

Tess M Garfield writes romance

my life as a piece of string

a daily blog of flaws, cracks and scars

Merging Traffic

Poems, Musings, Quotes and Prayers by Dennis Ference

babbitman

occasional creativity in a bloke-shaped package

Randoms by a Random

Blogging away with random thoughts in form of poetry, stories and more...

Read Write Live

Self Expression equals Happiness

Asma

Paper and ink

AYESHA SAYED

A small initiative for attracting minds towards my art of writing

The scintillator

Sara's doodles

culturevultureexpress

A little bit of everything

Dream Desire Achieve

The dreams you desire can be achieved, for with God nothing is impossible.

Under The Candle Light

Some ideas , Some thoughts coming from the heart under the light of the soul

The Average South African

Food // Travel // Lifestyle

ADEDEJI ISRAEL PEN WRITES

#To be the difference the world cannot differentiate, a controversial blessing in the opera of the rising Sun, riding with the wings of words.

Αρέσει σε %d bloggers: