Tārpu caurumi ir zinātniskās fantastikas pamatā, nodrošinot mūsu varoņiem ātru un ērtu veidu, kā uzreiz ceļot pa Visumu. Kaut arī zinātniskā fantastika padarīja tos populārus, tārpu caurumi bija zinātnes pirmsākumos - teorētiski bija iespējams izkropļot kosmosa laiku. Bet, kā saka doktors Stefans Hsu no Oregonas universitātes, tārpa cauruma izveidošana, iespējams, nav iespējama.
Klausieties interviju: Maz ticams, ka Wormholes (4,5 mb)
Vai arī abonējiet Podcast: universetoday.com/audio.xml
Freizers Kains: Tagad es esmu vērojis, kā es piedalos Star Trek epizodēs. Cik labi tas mani ir sagatavojis faktiskai zinātniskai izpratnei par tārpa caurumu?
Dr Stefans Hsu: Star Trek viņi patiešām neizmanto tārpus, taču, iespējams, labākā tārpu caurumu sci-fi terapija bija filmā Kontakti, kas balstās uz Karlas Saganas grāmatu. Un faktiski vēsturiski, kad Sagans rakstīja romānu - Sagans bija astronomijas profesors -, viņš sazinājās ar vispārējās relativitātes ekspertu, puisi, vārdā Kip Thorne, Kaltehā, un vēlējās pārliecināties, ka veids, kā pret tārpiem izturējās kontaktā, faktiski bija tāds pats pēc iespējas tuvu zinātniski pareizam. Un tas faktiski stimulēja Tornu veikt daudz pētījumu par tārpiem. Mūsu darbs patiesībā ir to lietu pagarinājums, kuras viņš darīja.
Freizers: Tātad, ja jūs teorētiski gribētu uzcelt tārpa caurumu, ko jūs darītu?
Hsu: Jums ir jābūt ļoti dīvainam vai eksotiskam matērijas veidam, un šai lietai ir jābūt ļoti negatīvam spiedienam. Izrādās, ka, lai stabilizētu tārpa caurumu vai caurulīti, nepieciešama ļoti dīvaina viela, un mūsu darbs ir saistīts ar to, cik iespējams, šāda veida matērijas ir daļiņu fizikas modeļos.
Freizers: Teiksim, ka jūs kosmosa laikā uzbūvējat asaru un piepildāt to ar eksotiskām lietām, lai saglabātu to vaļā, un tad jūs varētu pārvietot abus tārpa cauruma gala punktus ap Visumu, un tie savienotos gan telpā, gan laikā.
Hsu: Bet dažos zinātniskās fantastikas stāstos viņi postulē, ka no Lielā sprādziena ir palikuši tikai daži tārpi, un mēs to vienkārši atklātu un sāktu lietot. Bet konstruktīvais modelis ir tāds, ka cilvēki vai kāda citplanētiešu civilizācija patiesībā veido savu, un tādā gadījumā tārpa cauruma abi gali sākumā ir diezgan tuvu viens otram, bet tad jūs tos atdalāt.
Freizers: Kur jūsu pētījums ir licis jums aplūkot tārpu caurumus?
Hsu: Mēs pētījām fundamentālus ierobežojumus, ko sauc par “matērijas stāvokļa vienādojumu” - kādām īpašībām, piemēram, spiedienam vai enerģijas blīvumam, var būt nozīme. Mēs atradām dažus ļoti spēcīgus ierobežojumus, un izrādās, ka šie ierobežojumi ir ļoti negatīvi attiecībā uz iespēju izveidot tārpa caurumu.
Freizers: Kā viņi ietekmēs tārpa caurumu?
Hsu: Lai iegūtu ļoti dīvaino eksotisko lietu, kuru es iepriekš minēju, ar ļoti negatīvu spiedienu, izrādās, ka vienādojumi parāda, ka, piespiežot spiedienu būt tik negatīvam, jautājumā vienmēr ir kāds nestabils režīms, kas nozīmē, ka, ja jūs būtu lai sasistu savu aparātu, iespējams, ka eksotiskā viela - kas stabilizē tārpu caurumu - vienkārši sabrūk fotogrāfiju vai kaut ko tādu.
Freizers: Vai tas ir jautājums par to, lai neiekāptos aparātu, vai teorētiski nav iespējams sasniegt stabilu punktu?
Hsu: Es teiktu, ka teorētiski nav iespējams izveidot klasisko lietu, kas būtu stabila un varētu stabilizēt tārpu caurumu. Jūs varētu jautāt, iespējams, es vienkārši izvairītos no lietas sagraušanas, bet, ja jūs sūtītu cilvēku caur tārpa caurumu, tas pats nodrošinātu sabrukumu un, ļoti iespējams, izraisītu visas lietas sabrukumu.
Freizers: Pieņemsim, ka jūs nevēlējāties sūtīt cilvēkus, bet tikai gribējāt informācijas nosūtīšanas veidu - sarunāties laikā.
Hsu: Tas nav izslēgts. Izrādās, ka mūsu iegūtie ierobežojumi ir saistīti ar matēriju, kurā kvantu efekti ir salīdzinoši nelieli. Ja jums ir jautājums, kurā kvantu efekti ir ļoti lieli, tad jums joprojām varētu būt stabils tārpa caurums. Pats tārps caurumā būtu izplūdušs kvantu veidā. Tārpa cauruma caurule būtu svārstīga kā kvantu stāvoklis. Tagad tas neliedz jums nosūtīt ziņojumu atpakaļ laikā; jums, iespējams, būs jācenšas nosūtīt ziņojumu vairākas reizes, lai tā nokļūtu tur, kur vēlaties. Bet, iespējams, jūs joprojām varētu nosūtīt ziņojumu. Personas nosūtīšana var būt bīstama, ja tārpa caurums svārstās, jo persona var nonākt nepareizā vietā vai nepareizā laikā.
Freizers: Es dzirdēju aprēķinus, ka tārpa cauruma izveidošanai būtu nepieciešama vairāk enerģijas nekā visam Visumam. Vai jums ir kādi aprēķini šajā sakarā?
Hsu: mūsu aprēķini to ne vienmēr parāda. Tas prasa milzīgu enerģijas blīvumu, lai izveidotu tārpu caurumu, kas ir pietiekami liels, lai cilvēks to varētu izmantot. Bet, parasti apsverot šāda veida problēmas, jūs pieņemat, ka neatkarīgi no tā, ko civilizācijas mēģina to izdarīt, ir patvaļīgi uzlabotas tehnoloģijas. Mēs cenšamies saprast, vai ir kāds ierobežojums, ko nenāk no tehnoloģijām, bet gan no fizikas pamatlikumiem.
Freizers: Un kur jūsu pētījums novedīs jūs no šī brīža? Vai ir kaut kas tāds, par kuru jūs joprojām neesat pārliecināts?
Hsu: Mūsu rezultātam galvenokārt ir jāattiecas uz klasiskajiem tārpiem vai tārpiem, kuru atstarpes laiks nav ļoti kvantu mehānisks, un mēs joprojām interesējamies, vai mēs varam paplašināt savus rezultātus, lai iekļautu tārpa urbumus, kuros kosmosa laiks ir izplūdis.
Freizers: Ir kāds jauns darbs pie tumšās enerģijas, kur viņi saka, ka tumšās enerģijas efekts, šķiet, notiek Visumā, ka tas paātrinās. Vai nu pastāv jauna veida enerģija, kas vēl nav redzēta, vai varbūt tas ir Einšteina teoriju sadalījums plašā līmenī. Ja kāds no šiem darbiem sāk parādīt, ka varbūt Einšteina relativitāte to nespēj izskaidrot plašākā līmenī, vai tas ietekmēs klasisko izpratni par to, kas ir tārps?
Hsu: tumšās enerģijas kontekstā, tā kā tas ir kaut kas tāds, kas ietekmē Visuma liela mēroga struktūru, Visuma izturēšanos megaparseču garuma skalās, vienmēr ir iespējams, ka vispārējā relativitāte kā teorija tiek modificēta ļoti lielos attālumos un tāpēc, ka mēs neesam spējuši to pārbaudīt šajos attālumos. Tāpēc vienmēr ir iespējams, ka no relativitātes iegūtie secinājumi vienkārši nav piemērojami. Mūsu gadījumā garuma skala, kurā mēs izmantojam vispārējo relativitāti, ir cilvēka lielums. Tātad, tas būtu nedaudz pārsteidzoši, ja vispārējā relativitāte sadalītos jau pēc šiem garuma skalas, lai gan tas ir iespējams.
Freizers: Tātad tas ir vairāk par to, ko jūs skatāties. Tas joprojām diezgan labi izskaidro lietas šādā mērogā.
Hsu: Pareizi, ir spēcīgāki vispārējās relativitātes vai vismaz Ņūtona smaguma eksperimentālie testi metru garuma skalās nekā megaparsešos. Tātad mēs esam mazliet pārliecinātāki, ka mūsu izmantotais gravitācijas matemātiskais formulējums ir pareizs.
Freizers: Ja es gribētu diezgan ātri nokļūt Visumā, man tā vietā vajadzētu meklēt šķēru piedziņu vai varbūt vienkārši vienkārši veco, kas pārvietojas parastajā telpā.
Hsu: Esmu milzīgs zinātniskās fantastikas ventilators un esmu bijis kopš bērnības, bet kā zinātniekam man jāsaka, ka tas izskatās tā, ka mūsu Visums, šķiet, nav veidots ļoti ērtā veidā, lai cilvēki to iegūtu no zvaigznes uz zvaigzni. Un sci-fi, ko mēs galu galā paliekam tuvu savai saulei, bet mēs darām pārsteidzošas lietas ar bioinženierijas vai informācijas tehnoloģiju vai A.I. šķiet, visticamāk, ir realizējams ar mūsu fiziskajiem likumiem, nekā Star Trek.
