וידאו

טְק֡ס֙ט

אם היית רואה חור תולעת במציאות, הוא היה נראה עגול, כדורי, דומה קצת לחור שחור.

אור מהצד השני עובר דרכו ונותן לך חלון למקום מרוחק.

כשנחצה אותו, הצד השני יתגשם מולנו במלואו, והבית הישן שלך עכשיו נסוג לתוך החלון הכדורי הנוצץ.

אבל האם חורי תולעת אמיתיים, או שהם רק קסם מוסווה כפיזיקה ומתמטיקה?

אם הם אמיתיים, איך הם עובדים ואיפה אנחנו יכולים למצוא אותם?

תרגום: TheBlueCactus

במשך רוב ההיסטוריה האנושית,

חשבנו שהחלל הוא פשוט למדי: במה גדולה ושטוחה שבה מתרחשים אירועי היקום.

אפילו אם נתעלם ממערכת כוכבי הלכת והכוכבים, עדיין נשאר משהו.

אותה במה ריקה היא המרחב (החלל), והוא קיים,

בלתי משתנה ונצחי.

תורת היחסות של אינשטיין שינתה זאת.

לפיה, מרחב וזמן מרכיבים את הבמה ביחד, והם לא זהים בכל מקום.

הדברים על הבמה יכולים להשפיע על הבמה עצמה, למתוח ולעקם אותה.

אם הבמה הישנה הייתה כמו עץ ​​קשה, הבמה של איינשטיין היא יותר כמו מיטת מים.

סוג זה של שטח גמיש יכול להתכופף ואולי אפילו להקרע ולהתקפל, מה שיכול להפוך חורי תולעת לאפשריים.

בואו נראה איך זה נראה בהמחשה דו־מימדית: היקום שלנו הוא כמו סדין שטוח גדול, כפוף בדיוק בדרך הנכונה.

חורי תולעת יכלו לחבר שני מקומות מאוד מאוד מרוחקים עם גשר קצר

שתוכל לחצות כמעט באופן מיידי,

מה שמאפשר לך לטייל ביקום אפילו מהר יותר ממהירות האור.

אז, איפה נוכל למצוא תולעת?

כיום, רק על הנייר.

תורת היחסות הכללית אומרת שהם עשויים להיות אפשריים, אבל זה לא אומר שהם חייבים להתקיים.

תורת היחסות הכללית היא תיאוריה מתמטית.

זוהי סדרה של משוואות שיש להן תשובות אפשריות רבות, אבל לא כל מתמטיקה מתארת את ה​​מציאות.

אבל הם אפשריים בתאוריה, ויש סוגים שונים.

גשר רוזן-איינשטיין

הסוג הראשון של חורי תולעת שתוארו היו גשרי רוזן-איינשטיין.

הם מתארים כל חור שחור כמעין שער ליקום מקביל אינסופי.

בואו ננסה לדמיין אותם בדו מימד שוב.

זמן ריק בחלל הוא שטוח,

אבל מעוקם על ידי עצמים הנמצאים עליו.

אם נדחוס את העצם , מרחב הזמן יתעקם יותר סביבו.

בסופו של דבר, המרחב־זמן הופך להיות מעוקם כל כך שאין לו ברירה אלא להתמוטט לתוך חור שחור.

צורות מחסום חד כיוונית: אופק האירועים, שכל דבר יכול להיכנס אליו, אבל שום דבר לא יכול להימלט,

לכודים לנצח בסינגולריות שבליבו.

אבל אולי אין כאן סינגולריות.

אפשרות אחת היא כי הצד השני של אופק האירוע נראה קצת כמו היקום שלנו שוב

אבל בשיקוף הפוך, בו הזמן רץ לאחור.

ביקום שלנו דברים נופלים לתוך החור השחור.

ביקום המקביל, עם הזמן לאחור,

מראת החור השחור פולטת דברים החוצה קצת כמו המפץ הגדול.

זה נקרא חור לבן.

למרבה הצער, גשרי רוזן-איינשטיין לא יכולים להיחצות.

זה לוקח כמות אינסופית של זמן כדי לעבור ליקום ההפוך, והם מתנתקים באמצע.

אם אתה נכנס לחור שחור, אתה לא תהפוך למה שיוצא מתוך החור הלבן. אתה רק תהפוך למת.

אז, כדי לנסוע ביקום בהבזק עין, בני אדם צריכים סוג אחר של חור תולעת;

חור תולעת עביר (שניתן לעבור בו).

חורי תולעת ישנים מאוד בתיאוריית המיתרים

אם תורת המיתרים או אחת הגרסאות שלה היא התיאור הנכון של היקום שלנו,

אז אנו יכולים להיות ברי מזל והיקום שלנו יכול אפילו להיות כבר רשת סבוכה של אינספור חורי תולעת.

זמן קצר לאחר המפץ הגדול,

תנודות קוונטיות ביקום בקנה המידה הקטן ביותר,

הרבה, הרבה יותר קטנות מאטום, כנראה יצרו הרבה הרבה חורי תולעת עבירים.

דרכם מושחלים מיתרים, הנקראים מיתרים קוסמיים.

במיליארדון הראשון של טריליון השנייה לאחר המפץ הגדול, סופם של חורי התולעת הקטנטנים האלו הורחקו שנות אור זה מזה;

פוזרו בתוך היקום. אם חורי תולעת היו נוצרים ביקום הקדום,

בין אם עם מיתרים קוסמיים או בדרך אחרת, הם יכולים להיות בכל מקום, רק מחכים להתגלות.

אחד מהם עלול אפילו להיות קרוב יותר ממה שאנחנו חושבים.

מבחוץ חורים שחורים וחורי תולעת יכולים להיראות דומים מאוד;

מה שמוביל כמה פיזיקאים להציע שהחורים השחורים העל מסיביים שבמרכז גלקסיות הם בעצם חורי תולעת.

זה יהיה קשה מאוד להגיע כל הדרך למרכז שביל החלב כדי לברר אם זה נכון, אבל זה בסדר

אולי יש דרך קשה מאוד באותה מידה שבה אנחנו יכולים לשים את ידינו על חור תולעת. אנחנו יכולים לנסות ליצור אחד.

חור תולעת מעשה ידי אנוש.

כדי שיהיה עביר ושימושי, חור התולעת צריך מספר תכונות:

ראשית, הוא מן הסתם חייב לחבר מקומות רחוקים במרחב-זמן.

למשל חדר השינה שלך וחדר האמבטיה,

או כדור הארץ וצדק.

שנית עליו לא להכיל אופקי אירועים אשר יחסמו נסיעה דו כיוונית.

שלישית עליו להיות בגודל מספיק, כך שכוחות הכבידה לא יהרגו נוסעים אנושיים.

הבעיה הגדולה ביותר שיש לנו היא להשאיר את חורי התולעת פתוחים.

לא משנה איך נעשה את חורי התולעת, כוח המשיכה ירצה לסגור אותם

כוח הכבידה רוצה לטרוק את חורי התולעת ולחתוך את הגשר; מה שמשאיר רק חורים שחורים בקצוות.

בין אם זה חור תולעת ששני הקצוות שלו ביקום שלנו, או חור תולעת ליקום אחר,

הוא ייסגר, אלא אם כן יהיה לנו משהו שישאיר אותו פתוח.

עבור חורי תולעת ישנים מאוד מתאוריית המיתרים, זאת העבודה של המיתרים הקוסמיים.

עבור חורי תולעת מעשה ידי אדם. אנחנו צריכים מרכיב חדש.

חומר אקזוטי.

זה לא משהו כמו החומר שאנחנו מוצאים על פני כדור הארץ או אפילו אנטי חומר.

זה משהו חדש לגמרי ומלהיב עם תכונות מטורפות, כמו שום דבר שלא נראה לפניו.

חומר אקזוטי הוא חומר בעל מסה שלילית.

מסה חיובית כמו אנשים וכוכבי לכת וכל דבר אחר ביקום היא מושכת בגלל כוח המשיכה.

אבל מסה שלילית תדחה; היא תדחוף אותך משם.

זה עושה סוג של כוח משיכה הפוך שמאפשר את פתיחתם של חורי התולעת שלנו.

חומר אקזוטי חייב להפעיל לחץ עצום על מנת לעקם את מרחב הזמן, אפילו יותר מאשר את הלחץ במרכזי כוכבי ניוטרונים.

עם חומר אקזוטי נוכל לטוות את חלל הזמן, מתי שאנחנו רואים זאת לנכון.

אולי אפילו יש לנו מועמד לחומר האקזוטי הזה: ואקום החלל עצמו.

תנודות קוונטיות בחלל הריק כל הזמן יוצרים זוגות של חלקיקים ואנטי חלקיקים

רק כדי שישמידו זה את זה מיד לאחר מכן.

ואקום החלל מלא בהם, ואנחנו כבר יכולים לתמרן אותם לייצר אפקט דומה למסה השלילית

שאנחנו מחפשים.

אנחנו יכולים להשתמש בזה כדי לייצב את חורי התועלת שלנו.

ברגע שנשמור אותו פתוח, הקצוות יתחברו יחד. ואז נצטרך להעביר אותם למקומות מעניינים.

אנחנו יכולים להתחיל על ידי חיווט מערכת השמש ולהשאיר קצה אחד של כל חור תולעת במסלול סביב כדור הארץ.

אנחנו יכולים לשים חורי תולעת אחרים בתוך החלל העמוק.

כדור הארץ יכול להיות מרכז חורי תולעת עבור ציביליזציה אנושית בין כוכבית שהתפשטה על פני מרחק של שנות אור.

אבל זמינה במרחק של חור תולעת.

עם זאת לחורי תולעת יש צד אפל:

אפילו פתיחת חור תולעת אחד בערך שובר את היקום בדרכים בסיסיות שיוצרות פרדוקסים של נסיעה בזמן,

המפרים את המבנה הסיבתי של היקום.

מדענים רבים חושבים שזה לא רק אומר שהם צריכים להיות בלתי אפשריים ליצור, אלא שזה בלתי אפשרי עבורם להתקיים בכלל.

אז לעת עתה, אנו יודעים רק כי חורי תולעת קיימים בליבנו, ועל הנייר בצורה של משוואות.

אנחנו יודעים שאתה רוצה לדעת יותר על דברים ביקום, אז, אנחנו מנסים משהו חדש.

Kurzgesagt ו- Brilliant משתפים פעולה בסדרת סרטונים בת שישה חלקים על נושאי המדע והחלל האהובים עלינו.

הודות לעזרתם, יהיו שישה סרטונים נוספים בערוץ זה בששת החודשים הקרובים.

Kurzgesagt עבד עם Brilliant במשך זמן מה, ואנו אוהבים את מה שהם עושים.

על קצה המזלג, Brilliant עוזר לך להצליח על ידי שליטה במתמטיקה ובמיומנויות מדעיות,

באמצעות פתרון פעיל של אתגרים ובעיות מקסימות ומרתקות.

כדי לתמוך בשיתוף הפעולה שלנו איתם, בקר/י בכתובת brilliant.org/nutshell והירשמ/י בחינם היום.

688 האנשים הראשונים שהשתמשו בקישור

יקבלו 20% הנחה למנוי השנתי היוקרתי שלהם.