عادة ما يتم توضيح الثقوب الدودية - بوابات التثاؤب التي يمكن أن تربط نظريًا النقاط البعيدة في الزمكان - على أنها آبار جاذبية فجوة مرتبطة بنفق ضيق.
لكن شكلها الدقيق غير معروف.
الآن ، ومع ذلك ، ابتكر فيزيائي في روسيا طريقة لقياس شكل الثقوب الدودية المتماثلة - على الرغم من أنها لم تثبت وجودها - بناءً على الطريقة التي قد تؤثر بها الأشياء على الضوء والجاذبية.
من الناحية النظرية ، قد تعمل ثقوب دودية يمكن اجتيازها ، أو بوابات رباعية الأبعاد عبر الزمكان ، على شيء مثل هذا: في أحد النهايات ، فإن سحب الثقب الأسود الذي لا يقاوم سوف يمتص المادة إلى نفق متصل في الطرف الآخر بـ "ثقب أبيض ، "والتي ستبصق المادة في مكان بعيد عن نقطة منشأ المادة في المكان والزمان ، وفقًا لموقع Space.com الشقيق لـ Live Science. على الرغم من أن العلماء لاحظوا أدلة على وجود ثقوب سوداء في الكون ، لم يتم العثور على ثقوب بيضاء.
وهكذا تبقى الثقوب الدودية (وإمكانية السفر بين النجوم التي يقترحونها) غير مثبتة ، على الرغم من أن نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة تترك مجالًا لوجود الأشياء.
ومع ذلك ، على الرغم من وجود الثقوب الدودية أو عدم وجودها ، فإن العلماء يعرفون الكثير عن سلوك الموجات الخفيفة والجاذبية. الأخيرة هي التموجات في الزمكان التي تدور حول أجسام ضخمة مثل الثقوب السوداء.
وقالت الدراسة الجديدة إن إحدى خصائص الثقب الذي يمكن ملاحظته ، وإن كان بشكل غير مباشر ، هو انزياح أحمر في الضوء بالقرب من الجسم. (الانزياح الأحمر هو انخفاض في تردد أطوال الموجة الضوئية أثناء انتقالها بعيدًا عن شيء ما ، مما يؤدي إلى التحول إلى الجزء الأحمر من الطيف.)
قال مؤلف الدراسة رومان كونوبليا ، إذا كنت تعرف كيف يتحول الضوء حول ثقب دودي محتمل إلى اللون الأحمر ، فيمكنك عندئذ استخدام ترددات موجات الجاذبية ، أو عدد المرات التي تتذبذب فيها ، للتنبؤ بشكل الثقب المتناسق. وهو أستاذ مشارك في معهد الجاذبية وعلم الكونيات بجامعة الصداقة بين الشعوب في روسيا (RUDN).
عادة ، يعمل الباحثون في الاتجاه المعاكس ، بالنظر إلى هندسة الأشكال المعروفة لحساب كيفية تصرف الضوء والجاذبية ، أخبر Konoplya Live Science في رسالة بريد إلكتروني.
وقال كونوبليا إنه ستكون هناك طريقتان للتحقق من الانزياح الأحمر بالقرب من ثقب دودي محتمل. يمكن للمرء استخدام عدسة الجاذبية ، أو انحناء الأشعة الضوئية أثناء مرورها بأجسام ضخمة - مثل ، ربما ، الثقوب الدودية. وقال كونوبليا إن هذا العدس سيقاس بتأثيره على الضوء الخافت القادم من النجوم البعيدة (أو على الضوء الساطع من نجم قريب "إذا كنا محظوظين جدًا جدًا"). وأوضح أن هناك طريقة أخرى لقياس الإشعاع الكهرومغناطيسي بالقرب من الثقب الدودي حيث تجذب المزيد من المواد.
فكر في المعادلة بهذه الطريقة: إذا ضربت طبلًا ، فإن سلوك الموجات الصوتية الناتجة عن اهتزاز الجلد المشدود يمكن أن يكشف عن شكل الطبل ، جوليون بلومفيلد ، المحاضر في قسم الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، أخبر Live علم.
قال بلومفيلد: "جميع الترددات المختلفة - التي تخبرك بأنماط الاهتزازات المختلفة لهذا الجلد المشدود". وفي الوقت نفسه ، تتحلل قمم واهتزازات تلك الاهتزازات تدريجيًا بمرور الوقت ، مما يوضح كيف يتم "تخميد" الأوضاع. قال بلومفيلد إن هاتين المعلمتين معًا يمكن أن تساعدك على تحديد شكل الأسطوانة.
"إن ما تفعله هذه الورقة هو نفس الشيء بالنسبة للثقب الدودي. إذا كنا قادرين على" الاستماع "إلى ترددات التذبذب المتحللة للثقب الدودي بدقة كافية ، فيمكننا أن نستنتج شكل الثقب بواسطة الطيف الترددات ومدى سرعة الاضمحلال ".
في معادلته ، أخذ Konoplya قيم الانزياح الأحمر للثقب ثم دمج ميكانيكا الكم ، أو فيزياء الجسيمات دون الذرية الدقيقة ، لتقدير كيف ستؤثر تموجات الجاذبية في الزمكان على الموجات الكهرومغناطيسية للثقب. وذكر من الدراسة أنه بنى من هناك معادلة لحساب الشكل الهندسي للكتلة الدودية وكتلتها.
كانت تكنولوجيا قياس موجات الجاذبية موجودة فقط منذ عام 2015 ، مع إدخال مرصد الليزر التداخلية لقياس الجاذبية (LIGO). يسعى الباحثون الآن إلى ضبط قياسات LIGO ، لأن البيانات الأفضل يمكن أن تساعد العلماء في النهاية على تحديد ما إذا كانت هناك مادة غريبة في الكون - مادة مصنوعة من لبنات بناء على عكس الجسيمات الذرية العادية. قال بلومفيلد لـ Live Science أن هذه المادة يمكن أن تدعم أشياء مثل الثقوب الدودية.
في الوقت الحالي ، على الأقل ، الثقوب الدودية هي نظرية فقط ، لذلك لا تمثل معادلة Konoplya أي قياسات فعلية في العالم الحقيقي ، كما كتب في البريد الإلكتروني. وقال Konoplya وأجهزة الكشف مثل LIGOmeasure تردد واحد فقط من موجات الجاذبية ، في حين أنك ستحتاج إلى عدة ترددات للتنبؤ شكل الثقب.
كتب كونوبليا في البريد الإلكتروني: "من هذه البيانات الضعيفة ، من المستحيل استخراج معلومات كافية لشيء معقد مثل هندسة كائن مضغوط".
وقال كونوبليا إن الدراسات المستقبلية يمكن أن توفر نظرة أكثر تفصيلاً لشكل وخصائص الثقب الدودي.
وأضاف: "يمكن تطبيق نتائجنا على الثقوب الدودية أيضًا ، شريطة أن تكون متماثلة بما يكفي".
تم نشر النتائج على الإنترنت في 10 سبتمبر في مجلة Physics Letters B.
