1396/08/15

کرمچاله چیست؟

کرمچاله نظریه گذر از طریق فضا-زمان است که می‌تواند پل میانبری برای سفرهای طولانی در سراسر کیهان ایجاد کند.
کرمچاله چیست؟

مریم فخیمی: کرمچاله نظریه گذر از طریق فضا-زمان است که می‌تواند پل میانبری برای سفرهای طولانی در سراسر کیهان ایجاد کند. کرمچاله‌ها در نظریه نسبیت عام پیش‌بینی شده است.
اما مراقب باشید؛ سفر در کرمچاله‌ها خطرات زیادی چون فروریزی شدید و ناگهانی، پرتوهای پرانرژی و برخورد خطرناک با مواد ناشناخته را به همراه می‌آورد.به گفته محققان حتی اگر کوچکترین شکل ماده (حتی یک تک فوتون ) از طریق آنها بخواهد عبور کند، کرمچاله‌ها بصورت آنی دچار فروپاشی می شوند.

نظریه کرمچاله

تئوری کرم چاله‌ها در سال 1916 مطرح شد، هرچند که در آن زمان به این نام خوانده نمی‌شدند. در سال 1921 هرمن وایل برای توصیف آن از واژه "تونل‌های یک بُعدی" استفاده کرد. در سال 1957، جان آرچیبالد ویلر، لغت "کرم‌چاله" را برای این جرم گرانشی بکار برد.
زمانی که راه حل فیزیکدان دیگری برای تئوری نسبیت عام انیشتین در حال بررسی بود، لودویگ فلام، فیزیکدان اتریشی، متوجه شد که راه حل دیگری می‌تواند امکان‌پذیر باشد. او یک "سفیدچاله" را که  معکوس سیاهچاله است، توصیف کرد. ورود به سیاهچاله و سفیدچاله می تواند توسط یک تونل فضا-زمان ممکن شود.
در سال 1935، انیشتین و فیزیکدان ناتان رزن از تئوری نسبیت عام استفاده و وجود "پل‌ها"ی فضا-زمان را پیشنهاد کردند. این پل‌ها دو نقطه مختلف در فضا-زمان را به هم متصل می‌کنند، به لحاظ نظری این پل‌ها  میانبری است که می‌توانند زمان سفر و فاصله را کاهش دهند. این پل‌های میانبر به نام پل‌های انیشتین-رزن یا کرم چاله ها نامیده شدند.

به گفته استیون هاسو، استاد فیزیک نظری دانشگاه اورگان،همه چیز در این نقطه بسیار فرضی است.
این کرمچاله‌ها دو حفره دارند که توسط مجرایی به هم متصلند. حفره‌ها به احتمال زیاد به صورت کروی هستند. 
نظریه نسبیت عام اینشتین  وجود کرم چاله ها را پیشبینی می‌کند، اما تا به امروز کشف نشده‌اند. یک کرمچاله با جرم منفی ممکن است با توجه به اثر گرانشی که بر نور می‌گذارد مشخص شود.
برخی از راه حل های نسبیت عام  وجود کرم چاله‌هایی در دهانه هر سیاهچاله را اثبات می‌کند. با این حال، یک سیاهچاله طبیعی که در اثر فروپاشی یک ستاره در حال مرگ تشکیل شده است، به خودی خود یک کرمچاله ایجاد نمی‌کند.

در میان یک کرمچاله

داستان‌های علمی‌تخیلی پر از سفر در زمان از طریق کرمچاله‌ها است. اما باید بدانیم که واقعیت چنین سفری بسیار پیچیده است.
اولین مساله اندازه کرمچاله است. پیش بینی می‌شود کرمچاله‌های اولیه در سطوح میکروسکوپی، حدود 10 تا 33 سانتیمتر باشند. با این حال می‌توانند کشیده شده و به اندازه کافی بزرگ شوند.
مساله دیگر عدم پایداری است. پیش بینی شده پل‌های انیشتین-روزن برای مسافرت در زمان بی‌فایده است زیرا آنها به شدت ناپایدار بوده به سرعت دچار واپاشی می‌شوند.
به گفته پژوهشگران برای اینکه یک کرمچاله پایدار بماند نیازمند وجود یک ماده ناشناخته است و مشخص نیست آیا در کیهان چنین ماده‌ای وجود دارد یا نه. 
تحقیقات اخیر نشان دادند که یک کرمچاله حاوی ماده "ناشناخته" می‌تواند برای مدت طولانی باز و پایدار باقی بماند.
این ماده، که نباید با ماده تاریک یا پادماده اشتباه گرفته شود، شامل تراکم بالای انرژی منفی و فشار منفی است. چنین ماده‌ای تنها در رفتار برخی حالات خاص خلاء و به عنوان بخشی از نظریه میدان کوانتومی دیده می‌شود.
اگر یک کرمچاله حاوی میزان کافی از این ماده باشد، یا اگر علم بتواند این ماده را بطور مصنوعی به کرمچاله اضافه کند، شاید بتوان از آن برای ارسال اطلاعات یا سفر مسافران فضایی استفاه کرد. متاسفانه، سفر انسان از طریق تونل‌های فضایی ممکن است چالش برانگیز باشد.
به گفته پژوهشگران نشانه‌های قدرتمندی وجود دارد که انسان می‌تواند از طریق کرمچاله‌ها در فضا سفر کند، اما موضوع غم‌انگیز این است که قوانین فیزیکی مانع از چنین سفری است. 
کرمچاله‌ها نه تنها می‌توانند دو منطقه جداگانه درون جهان را به هم متصل کنند، بلکه قادرند دو جهان مختلف را نیز به یکدیگر متصل کنند. به این ترتیب، برخی از دانشمندان معتقدند که اگر حفره یک کرمچاله به شیوه‌ای خاص منتقل شود، سفر در زمان ممکن می‌شود.

اخترفیزیکدان اریک دیویس گفت: شما می توانید با استفاده از کرم چاله‌های قابل عبور به آینده یا گذشته بروید. اما این آسان نخواهد بود. این تلاشی بزرگ برای تبدیل  کرمچاله به ماشین زمان است؛ کاری بسیار سخت و دشوار. 
با این حال استفان هاوکینگ، کیهان‌شناس بریتانیایی، معتقد است که چنین استفاده‌ای از کرمچاله امکان پذیر نیست. 
اریک کریستین یکی از پژوهشگران ناسا نوشت: "یک کرمچاله واقعا به معنای راهی برای بازگشت به گذشته نیست، بلکه شکافی برای کاهش زمان سفرهای طولانی در فضا است."
تکنولوژی امروزی برای وسیع و یا پایدار کردن کرمچاله‌ها، حتی اگر بتوان آن‌ها را یافت، کافی نیست. با این حال، دانشمندان همچنان در حال مطالعه این مفهوم به عنوان یک روش برای سفرهای فضایی بلندمدت هستند، با امید به اینکه فناوری در نهایت بتواند روزی از آن‌ها استفاده کند.
به گفته پژوهشگران، برای دستیابی به امکان سفر درفضا از طریق کرمچاله‌ها ، به فناوری فوق العاده پیشرفته‌ای نیاز داریم و انسان‌ها هرگز در آینده نزدیک نخواهند توانست در فضا سفر کنند.

کرمچاله چیست؟

منبع: space.com

نجوم | فناوری‌های نوین | کاوش‌های فضایی |

نظر شما

پربازدیدکننده ترین خبر

سفر فضاپیمای BepiColumbo به سمت سیاره عطارد آغاز شد

اولین مأموریت آژانس فضایی اروپا (ESA) به سیاره عطارد بامداد روز ۲۸ مهر از پایگاه فضایی گویان فرانسه آغاز شد. فضاپیمای بپی‌کلمبو (BepiColumbo ) رأس ساعت ۵:۱۵بامداد سوار بر ماهواره‌بر آریان ۵ پرتاب شد و سفری هفت ساله را به سمت نزدیک‌ترین سیاره منظومه شمسی به خورشید آغاز کرد. فاصله زمین تا عطارد ۲۴۰میلیون کیلومتر است ولی کل سفر فضاپیمای مورد بحث به حدود 9 میلیارد کیلومتر خواهد رسید. با وجود هوای نیمه ابری، عملیات پرتاب با تلاش مشترک آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی ژاپن (JAXA) به شکل بی نقصی انجام شد. دو دقیقه پس از پرتاب، دو بوستر اولیه از آریان ۵ جدا شدند. طی ۹دقیقه وظیفه موتور اصلی هم به پایان رسید و BepiColumbo سوار بر ماژول انتقال و مرحله بالایی به مدار پایینی زمین رسیدند. نهایتاً در زمان ۲۷دقیقه پس از پرتاب، فضاپیما به طور کامل از سامانه پرتاب جدا شد و سفرش را آغاز کرد. سیگنال‌های اولیه نشان می‌دهند که ماهواره مورد بحث کاملاً سالم و عملیاتی است. به خاطر نیروی گرانش عظیم خورشید، انرژی مورد نیاز برای رسیدن به عطارد تقریباً معادل انرژی برای رسیدن به پلوتو است. آریان ۵ قدرت کافی برای طی این مسیر ندارد و پیشرانه‌های یونی روی فضاپیما هم از عهده این کار بر نمی‌آیند. به همین دلیل بپی‌کلمبو مجبور است مانورهای خاصی را برای دستیابی به سرعت مورد نیاز انجام دهد. یکی از این مانورها در سال ۲۰۲۰ دور زمین انجام می‌شود، دو مورد در سال های ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ دور سیاره ناهید، و شش مانور بین سال های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۵ دور عطارد تا نهایتاً فضاپیما در تاریخ پنجم دسامبر ۲۰۲۵ در مدار مورد نظر قرار گیرد. پس از قرار گرفتن در مدار، بپی‌کلمبو به دو مدارگرد تقسیم می‌شود: مدارگرد مرکوری (MPO) متعلق به آژانس فضایی اروپا و مدارگرد مگنتوسفری مرکوری (MMO) متعلق به ژاپن. برای اولین بار است که دو فضاپیما به شکل همزمان به سمت عطارد ارسال می‌شوند تا در مورد ساختار، میدان مغناطیسی و فقدان اتمسفر این سیاره تحقیق کنند.