Κρυφό πέρασμα:Θα μπορούσαμε να κατασκοπεύσουμε μια διασχίσιμη σκουληκότρυπα στην καρδιά του Γαλαξία;
Οι σκουληκότρυπες είναι ένα αμφιλεγόμενο θέμα στη φυσική, τουλάχιστον. Όχι μόνο η ιδέα του ταξιδιού μέσα από αυτά τα θεωρητικά περάσματα μεταξύ δύο ανόμοιων περιοχών του χωροχρόνου είναι συζητήσιμη, αλλά η ίδια η ύπαρξή τους είναι ασαφής. Ωστόσο, μια προσεχής δημοσίευση προτείνει μια μέθοδο για την αναζήτηση μιας σκουληκότρυπας μέσα σε μια μαύρη τρύπα—και αυτές οι παρατηρήσεις θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν μέσα σε μια δεκαετία.
Στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv.org, οι αστροφυσικοί De-Chang Dai του Πανεπιστημίου Yangzhou στην Κίνα και ο Dejan Stojkovic του Πανεπιστημίου στο Buffalo περιγράφουν λεπτομερώς μια δοκιμή για να προσδιοριστεί εάν το Sagittarius A*, η υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, φιλοξενεί μια σκουληκότρυπα. . Οι μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι είναι πιθανά σπίτια για σκουληκότρυπες, λόγω των ακραίων συνθηκών που έχουν κοινά και τα δύο είδη αντικειμένων. Εάν υπάρχει μια τέτοια σκουληκότρυπα, λένε, όλα τα αστέρια που κρύβονται στην άλλη πλευρά της θα μπορούσαν να ασκήσουν μια λεπτή αλλά ανιχνεύσιμη βαρυτική επίδραση σε αυτά που βρίσκονται στο άκρο μας. Η εργασία των ερευνητών έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Physical Review D .
«Οι άνθρωποι μιλούν για σκουληκότρυπες που είναι διασχίσιμες», λέει ο Stojkovic. Και είπαμε, «Εντάξει, αν τα σωματίδια μπορούν να περάσουν από αυτά, τα πεδία μπορούν επίσης να περάσουν - όπως το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και το βαρυτικό πεδίο. Τότε, αν κάθομαι στη μία πλευρά της σκουληκότρυπας, μπορώ να νιώσω τι υπάρχει στην άλλη.»
Ο Stojkovic και ο Dai λένε ότι παρακολουθώντας τις κινήσεις των αστεριών στο πλάι μας —όπως το S2, ένα γνωστό αστέρι που περιφέρεται περίπου 17 ώρες φωτός από τον Τοξότη Α*—θα μπορούσαμε να αναζητήσουμε μικροσκοπικές αλλά αισθητές επιταχύνσεις που προκαλούνται από την παρουσία μιας σκουληκότρυπας. Εάν οι τηλεσκοπικές παρατηρήσεις της κίνησης του S2 φτάσουν σε ακρίβεια 0,000001 μέτρων ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο, το δίδυμο υπολογίζει ότι τέτοιες μετρήσεις θα μπορούσαν να αποκαλύψουν το «αποτύπωμα» ενός αστεριού όχι πολύ μεγαλύτερου από τον ήλιο μας που τραβάει το S2 από την μακρινή πλευρά της σκουληκότρυπας.
Εάν υπάρχουν σκουληκότρυπες, υπάρχει κάποιο ερώτημα για το αν συνδέουν δύο σημεία στο δικό μας σύμπαν ή σε δύο διαφορετικά παράλληλα σύμπαντα. Για τους σκοπούς του Dai και του Stojkovic, ωστόσο, η διαφορά είναι ακαδημαϊκή, επειδή οποιοδήποτε σενάριο θα πρέπει να παράγει παρόμοια ανιχνεύσιμα αποτελέσματα. Φυσικά, η εύρεση μιας μικρής επιτάχυνσης που αντιστοιχεί σε ένα αστέρι στην άλλη πλευρά δεν θα ήταν απόδειξη της ύπαρξης της σκουληκότρυπας, ίσως αντί να υπαινίσσεται αόρατες μικρότερες μαύρες τρύπες κοντά, για παράδειγμα. Μπορεί όμως να δείχνει προς αυτή την κατεύθυνση. Εάν δεν ανιχνευόταν τέτοια επιτάχυνση, δεδομένης της προσδοκίας ότι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα σε τροχιά γύρω από αστέρια θα υπήρχε στην άλλη πλευρά μιας σκουληκότρυπας, τότε η παρουσία μιας τέτοιας διόδου στον Τοξότη Α* θα μπορούσε φαινομενικά να αποκλειστεί.
Ο Cosimo Bambi του Πανεπιστημίου Fudan στην Κίνα, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία, σημειώνει ότι η αποτυχία να βρεθούν ανώμαλες κινήσεις θα μπορούσε να έχει συνέπειες εξίσου μεγάλες με αυτές για μια επιτυχία. Αλλά προειδοποιεί ότι οποιοσδήποτε ενθουσιασμός για τέτοιες μετρήσεις θα ήταν κάπως πρόωρος. «Φυσικά, [αυτή η μελέτη] μπορεί να είναι πολύ αισιόδοξη», λέει. «Αλλά καταρχήν, είναι δυνατό. Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε [σκουληκότρυπες], αυτή τη στιγμή, από τις τρέχουσες παρατηρήσεις. Μερικές φορές ανακαλύπτεις κάτι ακόμα κι αν δεν ανακαλύπτεις τίποτα."
Για να λειτουργήσει η ιδέα του Stojkovic και του Dai, κάθε σκουληκότρυπα στον Τοξότη Α* πρέπει να στερείται ορίζοντα γεγονότων - το όριο πέρα από το οποίο η αδυσώπητη έλξη της βαρύτητας δεν επιτρέπει σε τίποτα, ούτε καν στο φως, να διαφύγει - επομένως θα ήταν διαφορετική από τη γέφυρα Einstein-Rosen ιδέα μιας μαύρης τρύπας στη μια πλευρά και μιας λευκής τρύπας στην άλλη. «Βασικά, δεν υπάρχει ορίζοντας γεγονότων», λέει ο Bambi. «Εδώ είναι απλώς μια πύλη όπου μπορείς να πας στην άλλη πλευρά και να επιστρέψεις. Είναι αλήθεια ότι μια μαύρη τρύπα, σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να είναι σκουληκότρυπα. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, μιλάμε για διασχίσιμες σκουληκότρυπες.»
Ο Kirill Bronnikov του Πανεπιστημίου Φιλίας των Λαών της Ρωσίας (Πανεπιστήμιο RUDN), ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στην εργασία, είναι εξίσου προσεκτικός σχετικά με την ιδέα. «Γενικά, είναι λογικό», λέει. «Τα σώματα που κινούνται στη μία πλευρά μιας [σκουληκότρυπας] μπορούν να επηρεάσουν αυτά στην άλλη πλευρά». Αν μια τέτοια σκουληκότρυπα βρισκόταν μέσα σε μια μαύρη τρύπα, μέσα στον Τοξότη Α*, ωστόσο, τα αποτελέσματα του ορίζοντα γεγονότων αυτής της μαύρης τρύπας σημαίνουν ότι δεν θα ξέραμε ποτέ με βεβαιότητα ότι ήταν εκεί. "Εάν υπάρχει μια σκουληκότρυπα αντί για μια μαύρη τρύπα [με ορίζοντα γεγονότων], τότε η κύρια ιδέα αυτής της μελέτης δεν λειτουργεί", προσθέτει.
Ο Stojkovic σημειώνει ότι για να είναι διασχίσιμη η σκουληκότρυπα, το «στόμιό» της πρέπει να είναι μεγαλύτερο από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας. «Ένας παρατηρητής έξω από τη σκουληκότρυπα θα έβλεπε απλώς μια μαύρη τρύπα που υποστηρίζει τη δομή της σκουληκότρυπας», λέει. "Εάν το στόμα είναι μικρότερο ή ίσο με τον [ορίζοντα γεγονότων], τότε η σκουληκότρυπα δεν είναι διασχίσιμη, γιατί τίποτα δεν μπορεί να βγει από τον ορίζοντα."
Ωστόσο, το να μάθουμε με βεβαιότητα εάν υπάρχει σκουληκότρυπα στο κέντρο του γαλαξία μας μπορεί να μην είναι πέρα από τη σφαίρα των πιθανοτήτων. Ο Stojkovic λέει ότι καθώς βελτιώνονται οι μέθοδοι παρατήρησης, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε όργανα όπως το GRAVITY στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή για να ανιχνεύσουμε διαταραχές που προκαλούνται από σκουληκότρυπα στο S2 που αντιστοιχούν σε αυτήν την ιδέα νωρίτερα παρά αργότερα. «Το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι λίγο καλύτερη στατιστική ανάλυση», λέει. «Ας πούμε 10 χρόνια. δεν είναι τρελό. Είμαστε σχεδόν εκεί."
