قد تكون الثقوب الدودية كامنة في الكون – وتقترح دراسات جديدة طرقًا للعثور عليها
غيرت نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين بشكل عميق تفكيرنا حول المفاهيم الأساسية في الفيزياء ، مثل المكان والزمان. لكنه ترك لنا أيضًا بعض الألغاز العميقة. إحداها كانت الثقوب السوداء ، التي تم اكتشافها بشكل لا لبس فيه خلال السنوات القليلة الماضية. آخر كان “الثقوب الدودية” – الجسور التي تربط بين نقاط مختلفة في الزمكان ، من الناحية النظرية توفر اختصارات للمسافرين في الفضاء.
لا تزال الثقوب الدودية في عالم الخيال. لكن يعتقد بعض العلماء أننا سنتمكن قريبًا من العثور عليهم أيضًا. على مدى الأشهر القليلة الماضية ، اقترحت العديد من الدراسات الجديدة طرقًا مثيرة للاهتمام للمضي قدمًا.
الثقوب السوداء والثقوب الدودية هي أنواع خاصة من الحلول لمعادلات أينشتاين ، تنشأ عندما تنحني الجاذبية بنية الزمكان بقوة. على سبيل المثال ، عندما تكون المادة كثيفة للغاية ، يمكن أن يصبح نسيج الزمكان منحنيًا جدًا بحيث لا يمكن حتى للضوء الهروب. هذا ثقب أسود .
نظرًا لأن النظرية تسمح بتمديد وثني نسيج الزمكان ، يمكن للمرء أن يتخيل جميع أنواع التكوينات الممكنة. في عام 1935 ، وصف أينشتاين والفيزيائي ناثان روزين كيف يمكن ربط صفحتين من الزمكان معًا ، وإنشاء جسر بين كونين. هذا نوع من الثقوب الدودية – ومنذ ذلك الحين تم تخيل العديد من الأنواع الأخرى.
قد تكون بعض الثقوب الدودية “قابلة للعبور” ، مما يعني أن البشر قد يكونون قادرين على السفر من خلالها. لذلك ، يجب أن تكون كبيرة بما يكفي وأن تظل مفتوحة ضد قوة الجاذبية ، التي تحاول إغلاقها. إن دفع الزمكان إلى الخارج بهذه الطريقة يتطلب كميات هائلة من “الطاقة السلبية”.
يبدو مثل الخيال العلمي؟ نحن نعلم أن الطاقة السلبية موجودة ، وقد تم بالفعل إنتاج كميات صغيرة في المختبر . نحن نعلم أيضًا أن الطاقة السلبية هي السبب وراء تمدد الكون المتسارع. لذلك ربما تكون الطبيعة قد وجدت طريقة لعمل ثقوب دودية.
اكتشاف الثقوب الدودية في السماء
كيف يمكننا إثبات وجود الثقوب الدودية؟ في ورقة بحثية جديدة نُشرت في الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية ، اقترح علماء الفلك الروس أنها قد تكون موجودة في مركز بعض المجرات الساطعة جدًا ، واقترحوا بعض الملاحظات للعثور عليها. يعتمد هذا على ما يمكن أن يحدث إذا اصطدمت المادة الخارجة من جانب واحد من الثقب الدودي بالمادة التي كانت تسقط فيها. تظهر الحسابات أن الانهيار سيؤدي إلى عرض مذهل لأشعة غاما يمكننا محاولة مراقبتها باستخدام التلسكوبات.
قد يكون هذا الإشعاع هو المفتاح للتمييز بين الثقب الدودي والثقب الأسود ، الذي كان يُفترض سابقًا أنه لا يمكن تمييزه عن الخارج. ولكن يجب أن تنتج الثقوب السوداء عددًا أقل من أشعة جاما وأن تقذفها في طائرة نفاثة ، بينما سيقتصر الإشعاع الناتج عبر ثقب دودي على كرة عملاقة. على الرغم من أن نوع الثقب الدودي الذي تم تناوله في هذه الدراسة يمكن اجتيازه ، إلا أنه لن يكون رحلة ممتعة. لأنها ستكون قريبة جدًا من مركز مجرة نشطة ، فإن درجات الحرارة المرتفعة ستحرق كل شيء إلى هش. لكن هذا لن يكون هو الحال بالنسبة لجميع الثقوب الدودية ، مثل تلك البعيدة عن مركز المجرة.
فكرة أن المجرات يمكن أن تؤوي ثقوبًا دودية في مراكزها ليست جديدة. خذ حالة الثقب الأسود الهائل في قلب مجرة درب التبانة. تم اكتشاف ذلك من خلال التتبع الجاد لمدارات النجوم بالقرب من الثقب الأسود ، وهو إنجاز كبير حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2020 . لكن إحدى الأوراق البحثية الحديثة أشارت إلى أن هذا الجاذبية ربما يكون ناتجًا عن ثقب دودي .
على عكس الثقب الأسود ، قد “يتسرب” الثقب الدودي بعض الجاذبية من الأجسام الموجودة على الجانب الآخر. سيضيف هذا الفعل الجاذب المخيف ركلة صغيرة لحركة النجوم بالقرب من مركز المجرة. وفقًا لهذه الدراسة ، يجب أن يكون التأثير المحدد قابلاً للقياس في الملاحظات في المستقبل القريب ، بمجرد أن تصبح حساسية أدواتنا أكثر تقدمًا قليلاً.
من قبيل الصدفة ، أشارت دراسة حديثة أخرى إلى اكتشاف بعض “دوائر الراديو الفردية” في السماء . هذه الدوائر غريبة لأنها ضخمة ولكنها غير مرتبطة بأي كائن مرئي. في الوقت الحالي ، يتحدون أي تفسير تقليدي ، لذلك تم تقديم الثقوب الدودية كسبب محتمل.
علبة ديدان
الثقوب الدودية تسيطر بقوة على خيالنا الجماعي. بطريقة ما ، هم شكل ممتع من الهروب من الواقع. على عكس الثقوب السوداء المخيفة بعض الشيء لأنها تحبس كل شيء يدخلها ، قد تسمح لنا الثقوب الدودية بالسفر إلى أماكن بعيدة أسرع من سرعة الضوء. قد تكون في الواقع آلات زمنية ، مما يوفر وسيلة للسفر إلى الوراء – كما اقترح الراحل ستيفن هوكينغ في كتابه الأخير.
تظهر الثقوب الدودية أيضًا في فيزياء الكم ، التي تحكم عالم الذرات والجسيمات. وفقًا لميكانيكا الكم ، يمكن للجسيمات أن تخرج من الفضاء الفارغ لتختفي بعد لحظة. وقد شوهد هذا في تجارب لا حصر لها. وإذا كان من الممكن تكوين الجسيمات ، فلماذا لا تكون الثقوب الدودية؟ يعتقد الفيزيائيون أن الثقوب الدودية ربما تكونت في بدايات الكون من رغوة من الجسيمات الكمومية ظهرت وتختفي من الوجود. ربما لا تزال بعض هذه “الثقوب الدودية البدائية” موجودة حتى اليوم.
أثبتت التجارب الأخيرة على “النقل الآني الكمي” – نقل “غير متجسد” للمعلومات الكمومية من موقع إلى آخر – أنها تعمل بطريقة تشبه بشكل مخيف ثقبين أسودين متصلين عبر ثقب دودي . يبدو أن هذه التجارب تحل “مفارقة المعلومات الكمومية” ، والتي تشير إلى أن المعلومات الفيزيائية يمكن أن تختفي نهائيًا في الثقب الأسود. لكنها تكشف أيضًا عن علاقة عميقة بين النظريات غير المتوافقة المعروفة لفيزياء الكم والجاذبية – مع وجود الثقوب الدودية ذات الصلة بكليهما – والتي قد تكون مفيدة في بناء “نظرية كل شيء” .
من غير المرجح أن تمر حقيقة أن الثقوب الدودية تلعب دورًا في هذه التطورات الرائعة. ربما لم نرهم ، لكن من الممكن بالتأكيد أن يكونوا هناك. قد تساعدنا حتى في فهم بعض أعمق الألغاز الكونية ، مثل ما إذا كان كوننا هو الوحيد .
إقرأ أيضاً :
