Wormholes e Space Travel

Il viaggio nello spazio attraverso wormhole sembra un'idea piuttosto interessante. Chi non vorrebbe avere la tecnologia per salire su una nave, trovare il wormhole più vicino e viaggiare in luoghi distanti in breve tempo? Renderebbe il viaggio nello spazio così facile! Ovviamente, l'idea compare sempre nei film e nei libri di fantascienza. Questi "tunnel nello spazio-tempo" presumibilmente permettono ai personaggi di muoversi nello spazio e nel tempo in un battito cardiaco, e i personaggi non devono preoccuparsi della fisica.

I wormholes sono reali? O sono solo dispositivi letterari per far avanzare le trame di fantascienza. Se esistono, qual è la spiegazione scientifica dietro di loro? La risposta potrebbe essere un po 'di ciascuno. Tuttavia, loro siamo una conseguenza diretta di relatività generale, la teoria sviluppata per la prima volta da Albert Einstein all'inizio del XX secolo. Tuttavia, ciò non significa necessariamente che esistano o che le persone possano viaggiare attraverso di loro in astronavi. Per capire perché sono anche un'idea per i viaggi nello spazio, è importante sapere qualcosa sulla scienza che potrebbe spiegarli.

Un wormhole dovrebbe essere un modo per transitare attraverso lo spazio-tempo che collega due punti distanti nello spazio. Alcuni esempi di film e fiction popolari includono il film Interstellare, dove i personaggi usavano wormhole come portali per parti distanti della galassia. Tuttavia, non ci sono prove osservative che esistano e non esiste alcuna prova empirica che non siano là fuori da qualche parte. Il trucco è trovarli e poi capire come funzionano.

Un modo per esistere un wormhole stabile è che sia creato e supportato da una sorta di materiale esotico. Detto facilmente, ma cos'è materiale esotico? Quale proprietà speciale deve avere per creare wormhole? Teoricamente parlando, tale "roba da wormhole" deve avere una massa "negativa". È proprio quello che sembra: materia che ha un valore negativo, piuttosto che materia normale, che ha un valore positivo. È anche qualcosa che gli scienziati non hanno mai visto.

Ora, è possibile che i wormhole emergano spontaneamente usando questa materia esotica. Ma c'è un altro problema. Non ci sarebbe nulla a sostenerli, quindi ricadrebbero immediatamente su se stessi. Non così eccezionale per qualsiasi nave che capita di passare in quel momento.

Quindi, se i wormhole spontanei non sono praticabili, c'è un altro modo per crearli? Teoricamente sì, e dobbiamo ringraziare i buchi neri per questo. Sono coinvolti in un fenomeno noto come ponte di Einstein-Rosen. È essenzialmente un wormhole creato a causa dell'immenso ordito dello spazio-tempo per gli effetti di a buco nero. In particolare, deve essere un buco nero di Schwarzschild, uno che ha una quantità statica (invariata) di massa, non ruota e non ha carica elettrica.

Quindi, come funzionerebbe? Essenzialmente quando la luce cade nel buco nero, passerebbe attraverso un wormhole e fuggire dall'altra parte, attraverso un oggetto noto come un buco bianco. Un buco bianco è simile a un buco nero ma invece di aspirare materiale, respinge il materiale. La luce sarebbe accelerata lontano dal "portale di uscita" di un buco bianco a, beh, al velocità della luce, rendendolo un oggetto luminoso, da cui il termine "buco bianco".

Certo, la realtà morde qui: sarebbe poco pratico persino tentare di passare attraverso il wormhole per cominciare. Questo perché il passaggio richiederebbe di cadere in un buco nero, che è un'esperienza notevolmente letale. Tutto ciò che passa all'orizzonte degli eventi verrebbe allungato e schiacciato, inclusi gli esseri viventi. Per dirla semplicemente, non c'è modo di sopravvivere a un viaggio del genere.

C'è ancora un'altra situazione in cui potrebbe sorgere un wormhole, da qualcosa chiamato un buco nero di Kerr. Sembrerebbe piuttosto diverso da una normale "singolarità puntuale" che è ciò che gli astronomi pensano che compongono i buchi neri. Un buco nero di Kerr si orienterebbe in una formazione ad anello, bilanciando efficacemente l'immensa forza gravitazionale con l'inerzia rotazionale della singolarità.

Poiché il buco nero è "vuoto" nel mezzo, potrebbe essere possibile passare attraverso quel punto. La deformazione dello spazio-tempo nel mezzo dell'anello potrebbe fungere da wormhole, permettendo ai viaggiatori di passare attraverso un altro punto dello spazio. Forse dall'altra parte dell'universo, o in un universo diverso tutti insieme. Le singolarità di Kerr hanno un netto vantaggio rispetto ad altri wormhole proposti in quanto non richiedono l'esistenza e l'uso di "massa negativa" esotica per mantenerli stabili. Tuttavia, non sono ancora stati osservati, solo teorizzati.

Mettendo da parte gli aspetti tecnici della meccanica del wormhole, ci sono anche alcune dure verità fisiche su questi oggetti. Anche se esistono, è difficile dire se le persone possano mai imparare a manipolarle. Inoltre, l'umanità non ha ancora le astronavi, quindi capire come usare i wormhole per viaggiare significa mettere il carro davanti al cavallo.

C'è anche l'ovvia domanda di sicurezza. A questo punto, nessuno sa esattamente cosa aspettarsi all'interno di un wormhole. Né sappiamo esattamente DOVE un wormhole potrebbe inviare una nave. Potrebbe essere nella nostra galassia, o forse da qualche altra parte nell'universo molto lontano. Inoltre, ecco qualcosa da masticare. Se un wormhole ha portato una nave dalla nostra galassia a un'altra miliardi di anni luce di distanza, c'è un'intera questione di tempo da considerare. Il wormhole si trasporta istantaneamente? In tal caso, QUANDO arriviamo nella riva lontana? Il viaggio ignora l'espansione dello spazio-tempo?

Quindi, mentre può certamente essere possibile affinché i wormhole esistano e funzionino come portali nell'universo, è molto meno probabile che le persone saranno mai in grado di trovare un modo per usarli. La fisica non funziona. Ancora.

Modificato e aggiornato da Carolyn Collins Petersen