کشف کرم چاله ها به زودی امکان‌پذیر می‌شود

اخیرا تحقیقات جالب‌توجهی در مورد کشف کرم چاله ها انجام ‌شده‌اند که قول پیدا کردن این میانبرها برای سفرهای فضایی طولانی مدت را به ما می‌دهند.

کشف کرم چاله ها (Wormholes) جزو رویاهای بسیاری از فیزیکدانان جهان بوده، چرا که این پدیده شگفت‌انگیز همانند یک میانبر قسمت‌های فوق‌العاده دور افتاده از فضای بیکران را به هم متصل می‌کند. در ادامه با ما همراه باشید تا تازه‌ترین تحقیقات برای پیدا کردن این حفره‌ها را مورد توجه قرار دهیم.

تئوری نسبیت عام انیشتین که در سال 1915 ارائه شد، درک ما در مورد مفاهیم مختلف فیزیکی را به کلی دگرگون کرد و باعث شد تا در جوامع علمی، فضا و زمان به چشم دیگری دیده شوند. با این وجود، نظریه مورد نظر که بیش از یک قرن از ارائه آن می‌گذرد، اسرار و ابهامات زیادی را هم برای جهانیان به جا گذاشت. یکی از این ابهامات مفهوم سیاه چاله‌ها یا همان اجرامی فوق‌العاده عظیم و نسبتا کوچک بوده که حتی نور محیط اطراف را هم درون خود فرومی‌برند.

امکان دیده شدن سیاه چاله‌ها به صورت مستقیم وجود ندارد و آنچه تاکنون در مورد آن‌ها دست‌گیر ما شده، بر اساس مشاهدات غیر مستقیمی از آثار به جا مانده از این اجرام آسمانی است. در سال‌های گذشته دانشمندان به شکل متفق‌القول خبر کشف سیاه چاله‌ها در دنیای واقعی را اعلام نکرده‌اند و هنوز برخی از محققان می‌گویند که شواهدی از واقعی بودن پدیده مورد نظر پیدا نشده است. در همین رابطه، کشف کرم چاله ها از سیاه چاله‌ها دشوارتر بوده و تاکنون عملا هیچ مدرک مستقیم یا غیر مستقیمی از وجود آن‌ها به دست دانشمندان نرسیده است.

به دنبال کشف کرم چاله ها

کرم چاله نوعی میانبر بوده که در تئوری قسمت‌های دور فضا را به هم متصل کرده و مدت زمان سفرهای فضایی که باید در حالت عادی هزاران یا میلیون‌ها سال طول بکشند را به میزان شگفت‌انگیزی کم می‌کند. همان‌طور که اشاره شد، این پدیده در دنیای واقعی ما هنوز فراتر از نظریه‌های ارائه شده توسط انیشتین نرفته، اما برخی دانشمندان می‌گویند که به زودی شواهدی از وجود آن‌ کشف خواهیم کرد. هرچه باشد ثبت تصویری از یک سیاه چاله در سال 2019 هم خبری بود که تا به امروز سر و صدای زیادی به پا کرده و به عنوان سندی از وجود این اجرام آسمانی مورد قبول جوامع علمی قرار گرفته است.

در چند ماه گذشته، مقالات متخلفی منتشر شده‌اند که راه‌هایی جالب‌توجه و خلاقانه را برای کشف کرم چاله ها پیشنهاد کرده‌اند. با این تفاسیر همه چیز به معادلات ارائه شده توسط انیشتین برمی‌گردد؛ در واقع سیاه چاله و کرم چاله راه حل‌هایی برای معادلات این نابغه دنیای فیزیک هستند که به هنگام خمیدگی بیش از حد تار و پود فضا زمان به واسطه گرانش شدید، شکل می‌گیرند.

به عنوان مثال انیشتین می‌گوید که اگر جرم یا همان ماده از حد مشخصی از فشردگی عبور کند، تار و پود فضا زمان اطراف آن می‌تواند به اندازه‌ای خمیده شود که حتی نور هم از آن عبور نکند؛ چنین اتفاقی در پدیده سیاه چاله رخ می‌دهد و همان‌طور که اشاره شد، پس از عبور از محدوده‌ای مشخص در اطراف یک سیاه چاله، دیگر هیچ جرم و نوری نمی‌تواند از چنگال گرانش این جرم آسمانی عبور کند. این محدوده با نام افق رویداد هم شناخته می‌شود.

انرژی منفی و فشردن تار و پود فضا زمان

با این وجود در حالی که تار و پود مورد نظر می‌تواند خمیده یا کشیده شود، به همین ترتیب می‌توان شرایط مختلف دیگری را برای وضعیت این تار و پود در نظر گرفت؛ در سال 1935، آلبرت انیشتین به همراه فیزیکدان دیگری به نام نیتان روزن (Nathan Rosen) نشان دادند که چگونه دو صفحه مجزا از فضا زمان می‌توانند به واسطه ساختاری پل مانند به هم متصل شده و عملا دو دنیای متفاوت را به یکدیگر اتصال دهند. این اتصال تنها یک نوع خاص از کرم چاله بوده و از آن زمان تاکنون، دانشمندان در تلاش برای کشف کرم چاله ها انواع مختلفی از ساختار مورد نظر را ارائه کرده‌اند.

یکی دیگر از این کرم چاله‌ها، قابلیت عبور دادن انسان‌ها از خود را دارد؛ گفته شده که این نوع ساختار باید به اندازه کافی بزرگ باشد که انسان‌ها و فضاپیماها را از خود عبور دهد و همچنین، پل اتصالی مورد نظر هم باید برای مدت زمان مورد نیاز باز مانده و در مقابل نیروی جاذبه که سعی در بستن آن را دارد، مقاومت کند. فیزیکدانان می‌گویند که برای باز ماندن حفره، باید تار و پود فضا زمان در محل مشخص شده به بیرون فشرده شود و چنین کاری نیازمند مقدار زیادی انرژی منفی است.

تا همین جا از مقاله مفاهیم عجیب و غریب زیادی را معرفی کردیم که آخرین مورد از آن‌ها، پدیده انرژی منفی (negative energy) بود؛ ما می‌دانیم که چنین پدیده‌ای وجود دارد و تا به امروز هم دانشمندان مقادیر بسیار کمی از آن را در محیط آزمایشگاهی تولید کرده‌اند. از طرف دیگر دانشمندان می‌گویند که دلیل اصلی برای انبساط کیهان و اجرام آسمانی که همین حالا در تمامی دنیا در حال وقوع بوده، همین انرژی منفی است.

کشف کرم چاله ها در آسمان

با در نظر گرفتن نمونه‌هایی از وجود انرژی منفی، برخی می‌گویند که طبیعت به صورت خود به خودی راه را برای کشف کرم چاله ها باز گذاشته است.

با این حال، سوال اصلی مقاله ما، یعنی چگونگی کشف و اثبات وجود پدیده کرم چاله همچنان باقی می‌ماند؛ در پژوهشی جدید که توسط ژورنال “Monthly Notices of the Royal Society” منتشر شده، دانشمندان روس اعلام کرده‌اند که احتمال وجود این پدیده اسرارآمیز در مرکز برخی از کهکشان‌های فوق‌العاده نورانی وجود دارد و حتی مشاهداتی برای کشف کرم چاله ها توسط این دانشمندان ارائه شده است.

ایده اصلی دانشمندان روس اتفاقی بوده که با برخورد اجرام درون گلوگاه کرم چاله رخ می‌دهد؛ به بیان دیگر وقتی مقداری ماده در حال خروج از کرم چاله بوده و به صورت هم‌زمان مقدار دیگری ماده وارد همان خروجی شود، برخورد مورد نظر مقدار قابل توجهی تشعشعات گاما را آزاد می‌کند که امکان مشاهده و تشخیص آن وجود دارد.

در واقع محققان می‌گویند که این تشعشعات می‌توانند کلیدی برای تشخیص سیاه چاله‌ها از کرم چاله‌ها باشند، در حالی که تا به امروز تصور می‌شد که این دو پدیده مجزا از بیرون و به چشم ما تماشاگران، از یکدیگر قابل تشخیص نیستند. به بیان دقیق‌تر دانشمندان روس مدعی شده‌اند که پرتوهای گامای خروجی از سیاه چاله‌ها به صورت فوران‌های جت مانند بوده و مقدار آن کمتر است. با این حال پیش‌بینی شده که کرم چاله‌ها مقدار بیشتری از این تشعشعات را به شکل حجمی کروی شکل، خارج می‌کنند.

کرم چاله‌های گوناگون

با اینکه تمرکز مقاله اخیر کشف کرم چاله ها روی پیدا کردن ساختارهایی بوده که امکان عبور انسان‌ها را از خود فراهم می‌کنند، به نظر می‌رسد که رد شدن از چنین پل فضایی به هیچ وجه خوش‌آیند نیست؛ همان‌طور که اشاره شد، ساختار مورد نظر باید در نزدیکی مرکز کهکشان‌ها باشد و به همین دلیل، گرمای موجود در این بخش از کهکشان‌ها هر چیزی که از کرم چاله عبور می‌کند را سریعا نابود خواهد کرد.

البته چنین شرایطی برای تمامی کرم چاله‌ها صادق نبوده، مخصوصا آن‌هایی که در فاصله‌ای امن از مرکز کهکشان‌ها قرار گرفته‌اند. در واقع ایده قرارگیری کرم چاله‌ها در مرکز کهکشان‌ها آن‌قدر هم جدید نیست و تحقیقات جالب‌توجهی در مورد سیاه چاله کلان جرمی که در مرکز کهکشان راه شیری ما قرار داده انجام شده است. در سال 2020 نوبل فیزیک به دانشمندانی داده شد که با ردیابی دقیق حرکت ستاره‌های اطراف سیاه چاله کلان جرم کهکشان راه شیری، اطلاعات مهمی را در مورد این جرم فوق‌العاده عظیم به دست آوردند.

این در حالی بوده که برخی دانشمندان در مقاله‌ای جدید، احتمال قرارگیری یک کرم چاله در مرکز کهکشان ما را مطرح کرده‌اند و گفته‌اند که شاید سیاه چاله کلان جرم کشف شده، در حقیقت یک کرم چاله باشد. برخلاف سیاه چاله‌ها، کرم چاله‌ها می‌توانند مقداری از گرانش اجرام موجود در طرف دیگر خود را به صورت نشتی بیرون دهند و همین نیروی جاذبه می‌تواند تا حدی حرکت ستاره‌های اطراف مرکز کهکشان را تحت تاثیر قرار دهد.

نشانه‌هایی برای کشف کرم چاله ها

همین نکته در رابطه با نشت گرانش مدنظر دانشمندانی بوده که در ماه‌های اخیر مشغول پیدا کردن راهی برای کشف کرم چاله ها هستند؛ این دانشمندان می‌گویند که در صورت پیشرفت تجهیزات ستاره شناسی ما در آینده نزدیک، امکان ردیابی اثر گرانشی مورد نظر روی ستاره‌های اطراف مرکز کهکشان به وجود خواهد آمد.

در کمال شگفتی، مقاله دیگری به تازگی توجه‌ها را به خود جلب کرده که از وجود حلقه‌های رادیویی عجیب در فضا خبر می‌دهد؛ در این مقاله گفته شده که حلقه‌های مورد نظر فوق‌العاده بزرگ بوده، اما در عین حال به هیچ جرم قابل مشاهده‌ای ارتباط داده نشده‌اند. به همین دلیل تا به امروز هیچ تعریف قابل قبولی برای توجیه این حلقه‌ها ارائه نشده و امکان دارد که کرم چاله‌ها چنین پدیده‌ای را به وجود آورده باشند.

با این حال نکته شگفت‌انگیز دیگری که کشف کرم چاله ها را جذاب می‌کند، پتانسیل ساختارهای مورد نظر برای تغییر وضعیت سفرهای فضایی است؛ برخلاف سیاه چاله‌ها که عملا به عنوان حفره‌هایی بی‌انتها و ترسناک در نظر گرفته می‌شوند، وقتی صحبت از کرم چاله به میان می‌آید، علاقه‌مندان به فکر جابه‌جایی‌های غیر ممکنی می‌افتند که تنها از طریق این ساختارها عملی شده و فاصله‌های فوق‌العاده طولانی فضایی را برای ما کوتاه می‌کنند.

سفرهای فضایی

در واقع حتی اگر با سرعت نور هم جابه‌جا شویم، باز هم سرعت ما از حالتی که در یک کرم چاله فرضی قرار گرفته باشیم فوق‌العاده پایین‌تر خواهد بود. حتی فیزیکدان فقید، استیون هاوکینگ در آخرین کتاب خود گفته بود که شاید کرم چاله‌ها همان ماشین‌های زمانی باشند که امکان سفر ما به گذشته را فراهم می‌کنند. به علاوه بحث کشف کرم چاله ها در فیزیک کوانتوم هم بسیار جنجالی بوده و بر اساس قوانین مکانیک کوانتوم، گفته شده که ذرات می‌توانند در فضای خالی پدیدار شده و تنها در فاصله زمانی کوتاهی مجددا ناپدید شوند.

در آزمایش‌های زیادی بحث پیدایش و ناپدید شدن ذرات نشان داده شده و همین مسئله ما را به فکر می‌اندازد که شاید بتوان کرم چاله‌ها را هم به همین روش به وجود آورد. فیزیکدانان باور دارند که احتمالا کرم چاله‌ها در مراحل اولیه شکل‌گیری کیهان، از کف ذرات کوانتومی که در حال پدیدار و ناپدید شدن بوده، شکل گرفته‌اند و شاید تا همین حالا تعدادی از ساختارهای مورد نظر باقی مانده باشد.

آینده پژوهش‌ها

تحقیقات جدیدی هم که در مورد تلپورت کوانتومی انجام شده‌اند، نشان می‌دهند که می‌توان اطلاعات کوانتومی را از طریق دو سیاه چاله که با یک کرم چاله به هم متصل شده‌اند، در فواصل دور جابه‌جا کرد. به نظر می‌رسد که این تحقیقات می‌توانند «پارادوکس اطلاعات کوانتومی» که بر اساس آن، اطلاعات به صورت دائمی در سیاه چاله‌ها ناپدید می‌شوند را هم حل کند.

از طرف دیگر گفته شده که کشف کرم چاله ها می‌تواند ارتباطی عمیق بین نظریه‌های متفاوت فیزیک کوانتوم و تئوری‌های گرانشی برقرار کرده و عملا پلی را به وجود آورد که دنیاهای متفاوت علم فیزیک را به هم متصل می‌کند. دانشمندان می‌گویند که نقش حیاتی کرم چاله‌ها در چنین تحقیقات شگفت‌انگیزی مطمئنا نادیده گرفته نخواهد شد.

در واقع شاید ما هم‌اکنون امکان مشاهده این ساختارها را نداشته باشیم، اما به احتمال قوی کرم چاله‌ها در فضا وجود دارند و شاید بتوان به کمک این پدیده به برخی از پایه‌ای‌ترین رموز جهان پاسخ داد. رموزی مانند اینکه آیا کیهان ما در نوع خود منحصر به فرد بوده، یا کیهان‌هایی مشابه آن وجود دارند که در بستری فوق‌العاده بزرگ قرار گرفته‌اند.