Găurile de vierme - poartele căscând care ar putea teoretic conecta puncte îndepărtate în spațiu-timp - sunt de obicei ilustrate ca puțuri de gravitație lipsite de un tunel îngust.
Dar forma lor precisă nu a fost cunoscută.
Acum, însă, un fizician din Rusia a conceput o metodă pentru a măsura forma găurilor de vierme simetrice - chiar dacă nu s-a dovedit că există - pe baza modului în care obiectele pot afecta lumina și gravitația.
În teorie, găurile de vierme traversabile sau portalurile tridimensionale prin spațiu-timp ar putea funcționa astfel: La un capăt, irezistibilul tragere al unei găuri negre ar aspira materia într-un tunel conectat la celălalt capăt la o "gaură albă, „care ar scuipa materia într-o locație departe de punctul de origine al materialului în spațiu și timp, potrivit site-ului surorilor Live Science, Space.com. Deși oamenii de știință au observat dovezi ale găurilor negre din univers, găurile albe nu au fost niciodată găsite.
Găurile de vierme (și posibilitatea de călătorie interstelară pe care le sugerează) rămân astfel neprobate, deși teoria lui Albert Einstein despre relativitatea generală lasă loc existenței obiectelor.
Cu toate acestea, chiar dacă găurile de vierme pot exista sau nu, oamenii de știință știu multe despre comportamentul luminii și al undelor gravitaționale. Acestea din urmă sunt ondulările în spațiu-timp care se învârt în jurul obiectelor masive, cum ar fi găurile negre.
O nouă proprietate care ar putea fi observată, deși indirect, este o redshift în lumina de lângă obiect, a spus noul studiu. (Redshifting este o scădere a frecvenței lungimilor de undă ușoare pe măsură ce se deplasează departe de un obiect, ceea ce duce la o schimbare către partea roșie a spectrului.)
Dacă știi cât de ușoară este redshifted lumina în jurul unui potențial găurit de vierme, atunci poți folosi frecvențele undelor gravitaționale sau cât de des acestea oscilează, pentru a prezice forma simetrică a găurii de vierme, a declarat autorul studiului Roman Konoplya. Este profesor asociat cu Institutul de gravitație și cosmologie din cadrul Universității de Prietenie a Poporului din Rusia (RUDN).
De obicei, cercetătorii lucrează invers, uitându-se la geometria formelor cunoscute pentru a calcula modul în care se comportă lumina și gravitația, a spus Konoplya Live Science într-un e-mail.
Ar exista câteva metode pentru verificarea schimbării în apropiere a unui potențial gă de vierme, a spus Konoplya. Unul ar folosi lentile gravitaționale sau îndoirea razelor de lumină pe măsură ce trec pe lângă obiecte masive - cum ar fi, eventual, găuri de vierme. Acest obiectiv ar fi măsurat în efectele sale asupra luminii slabe care provin de la stele îndepărtate (sau asupra luminii mai strălucitoare de la o stea din apropiere "dacă suntem foarte, foarte norocoși", a spus Konoplya). O altă metodă ar măsura radiațiile electromagnetice din apropierea găului de vierme, deoarece atrage mai multă materie, a explicat el.
Gândiți-vă la ecuația în acest fel: dacă lovești un tambur, comportamentul undelor sonore produse de vibrația pielii întinse poate dezvălui forma tamburului, a declarat Jolyon Bloomfield, lector în departamentul de fizică al Massachusetts Institute of Technology, pentru Live Ştiinţă.
„Toate frecvențele diferite - asta îți spune diferitele moduri vibraționale ale pielii întinse”, a spus Bloomfield. Între timp, vârfurile și văile acestor vibrații scad treptat în timp, ceea ce arată modul în care modurile sunt „amortizate”. Aceste două informații împreună vă pot ajuta să definiți forma tamburului, a spus Bloomfield.
"Ceea ce face această lucrare este cam același lucru pentru o gaură de vierme. Dacă de fapt putem să ascultăm frecvențele în decădere ale oscilației unei găuri de vierme cu suficientă precizie, putem deduce forma găurii de vierme prin spectrul frecvențele și cât de repede se descompun ", a explicat el.
În ecuația sa, Konoplya a luat valorile redshift ale unei găuri de vierme și apoi a încorporat mecanica cuantică sau fizica particulelor subatomice minuscule, pentru a estima modul în care ondulațiile gravitaționale în spațiu-timp ar afecta undele electromagnetice ale găului de vierme. De acolo, el a construit o ecuație pentru a calcula forma și masa geometrică a unui gă de vierme, a raportat în studiu.
Tehnologia pentru măsurarea undelor gravitaționale este înconjurată abia din 2015, odată cu introducerea Observatorului Interferometru Gravitational-Wave (LIGO). Acum, cercetătorii încearcă să ajusteze măsurătorile LIGO, deoarece datele mai bune ar putea ajuta oamenii de știință să stabilească în cele din urmă dacă există materie exotică în univers - materie formată din blocuri de construcție spre deosebire de particulele atomice normale. Acest material ar putea susține obiecte precum găurile de vierme, a declarat Bloomfield pentru Live Science.
Deocamdată, cel puțin, găurile de vierme sunt doar teoretice, așa că ecuația lui Konoplya nu reprezintă nicio măsurătoare reală reală, a scris el pe email. Și detectoarele LIGO măsoară doar o frecvență a undelor gravitaționale, în timp ce ai avea nevoie de mai multe frecvențe pentru a prezice forma unui gă de vierme, a spus Konoplya.
"Din astfel de date sărace, este imposibil să extragem suficiente informații pentru o chestie atât de complexă precum geometria unui obiect compact", a scris Konoplya în e-mail.
Studiile viitoare ar putea oferi o viziune și mai detaliată a formei și proprietăților unui gă de vierme, a spus Konoplya.
„Rezultatele noastre pot fi aplicate și găurilor de vierme rotative, cu condiția să fie suficient de simetrice”, a adăugat el.
Rezultatele au fost publicate online pe 10 septembrie în revista Physics Letters B.
