Kan krusningar i rymdtiden indikera maskhål?

Innehållsförteckning:

Kan krusningar i rymdtiden indikera maskhål?
Kan krusningar i rymdtiden indikera maskhål?
Anonim

Rymdtid, som vi känner till idag, är en fysisk modell som kompletterar rymden med en lika stor tidsdimension. Tack vare denna modell skapades en teoretiskt-fysisk struktur, som kallades rymd-tidskontinuum. Det är viktigt att notera att före Einsteins allmänna relativitetsteori var förståelsen av fysikens grundläggande lagar ofullständig, men publiceringen av allmän relativitet 1905 lämnade många frågor, varav en var svarta hål och maskhål - en "tunnel" i rymdtid som ansluter olika tidspunkter … Och om förekomsten av svarta hål bevisades för flera år sedan, med maskhål är allt inte så entydigt - de tillhör hypotetiskt existerande objekt. Men vissa forskare tror att vi snart kommer att kunna hitta dem också. Så under de senaste månaderna har flera vetenskapliga studier publicerats på en gång, som erbjuder nya, spännande sätt att söka efter dessa rymdobjekt.

Intressant fakta

Forskare rapporterar att ett svart hål som kretsar runt ett maskhål kommer att avge ett speciellt mönster av gravitationella vågor - unikt för maskhål.

Hur hittar man ett maskhål?

Till att börja med är svarta hål och maskhål speciella typer av lösningar på Einsteins ekvationer som uppstår när rymdtidens struktur starkt förvrängs av gravitationen. Till exempel, när materia är extremt tät, kan tyget i rymdtiden bli så böjt att inte ens ljus kan komma undan. Vi kallar sådana föremål för svarta hål.

Eftersom allmän relativitet gör att rymdtiden kan sträcka sig och böja sig, beskrev Einstein och medfysikern Nathan Rosen 1935 hur två delar av rymdtiden kan kopplas samman och skapa en slags bro mellan de två universum. Detta är en typ av maskhål, men många andra har beskrivits sedan dess.

Image
Image

Einstein-Rosenbron är en sektion i bilden som förbinder två ark med rymdtid.

På tal om maskhål kan man inte låta bli att nämna gravitationella vågor, vars existens bevisades 2015. Faktum är att med hjälp av kraftfulla detektorer LIGO och VIRGO har forskare redan upptäckt svarta hål, men deras nästa upptäckt kan överföra maskhål från hypotetiska föremål till riktiga. Och om maskhål existerar, kan de utifrån se ut som svarta hål.

Skillnaden mellan ett maskhål och ett svart hål är att en gång i ett svart hål kan ett objekt inte fly från det, och en gång i ett maskhål kommer det att kunna gå rakt igenom det till andra sidan. Kraften vi uppfattar som tyngdkraften är faktiskt resultatet av krökning av rymdtid.

Universums konstighet

Så, planeterna kretsar runt solen, eftersom det skapar formen av en skål i rymdväven. (Det är lättast att föreställa sig planeterna som bollar som cirklar runt och inuti detta snår). Svarta hål, i sin tur, förvränger rymdtid i klyftor så djupt att ingenting kan lämna dem. Men rymdtid kan också böja sig till andra konstiga former, som tunnlar.

Image
Image

Maskhålet som visas här är en tunnel i rymdtiden som förbinder olika delar av universum.

Dessa tunnlar, eller maskhål, kan ge den kortaste vägen mellan två avlägsna platser i rum och tid, eller mellan två olika universum. Rymdtid kan böjas, men det kan också fluktuera. Dessa vågor kallas gravitationvågor och kan indikera maskhål.

Gravitationsvågor, svarta hål och maskhål

Forskarna tror att ett svart hål som spiraler in i ett maskhål bör skapa ett konstigt krusningsmönster på rymdtiden. Och med rätt instrument kunde vissa observatorier upptäcka dem.

Image
Image

Att komma in och ut ur ett maskhål ser troligtvis ut så här.

Fysiker kom till denna slutsats i en artikel publicerad mitt på sommaren på arXiv.org förtrycksservern. Vågorna från paret med svarta hål och maskhål blinkar och slås på när det svarta hålet passerar genom maskhålet och sedan går ut igen. Men hittills finns det inga bevis på förekomsten av dessa föremål.

Maskhål är verkligen spekulativa, med stort C, säger William Gabella. Han är fysiker vid Vanderbilt University i Nashville, Tennessee. Men om det finns maskhål bör forskare ha en chans att hitta dem. Det skulle helt enkelt kräva rätt förhållanden och en gravitationsvågdetektor.

Svart hål reser genom ett maskhål

Enligt WordsSideKick.com undersökte Gabellas team ett svart hål med en massa fem gånger solens massa. De föreställde sig ett svart hål som kretsade runt ett maskhål på ett avstånd av cirka 1,6 miljarder ljusår från jorden. Enligt deras beräkningar, när ett svart hål roterar runt ett maskhål, bör det börja spiral inåt och släppa gravitationella vågor.

Och först skulle de se ut exakt som gravitationella vågor från två svarta hål. Vågornas struktur, som vissa fysiker kallar kvitter, kommer att öka i frekvens med tiden. Men när det når mitten av maskhålet, eller "halsen", kommer det svarta hålet att passera genom det.

Image
Image

Einstein-Rosenbron sett av konstnären.

Forskarna tittade sedan på vad som skulle hända om ett svart hål skulle dyka upp på en avlägsen plats. Till exempel i ett annat universum. I detta fall skulle gravitationsvågorna i det första universum plötsligt stanna, och i det andra universum skulle det svarta hålet "skjuta" utåt innan det spiraliserade igen. Hon måste sedan gå hela vägen tillbaka genom maskhålet och tillbaka till det första universum.

När det svarta hålet återvänder kommer det först att spiralera ut ur maskhålet. Detta kan orsaka en "antikopp" - ett mönster av gravitationella vågor som är motsatta till kvittring - innan de störtar in i detta tillstånd igen, skriver författarna till den vetenskapliga artikeln.

Med tiden kommer det svarta hålet att fortsätta hoppa mellan de två universum, vilket borde orsaka upprepade utbrott av gravitationella vågor. Men det skulle finnas perioder av tystnad emellan - så snart det svarta hålet tappar tillräckligt med energi för att skapa gravitationella vågor, slutar resan och det lägger sig i maskhålets hals.

Rekommenderad: