Yeni Bir Teori, Solucan Deliklerinin Uzay-Zamanda Kararlı Kısa Yollar Olabileceğini Gösteriyor

Yeni bir teoriye göre solucan delikleri veya kara delikler arasındaki portallar kararlı olabilir.

Bulgular, uzay-zaman yoluyla ilgili varsayımsal kısa yolların anında çökeceğine dair daha önceki tahminlerle çelişiyor.

Büyük değişim, bu tür solucan deliklerini tanımlamak için kullanılan görelilik matematiğindeki küçük farklılıkların, onların nasıl davrandıklarına dair genel bakış açımızı değiştirmesinden kaynaklanmaktadır.

İlk olarak, genel göreliliğin nasıl işlediğine dair genel bir bilgi vermeliyiz. Görelilik bir makine gibidir. Belirli nesneleri (örneğin, bir kütle veya parçacık) bu makinenin içine koyarız. Relativite, bu nesnelerin yer çekimi etkisinde zamanla nasıl davranacağını bize söyler. Genel görelilikteki her şey uzay ve zamandaki harekete dayanır: Nesneler belirli fiziksel koordinatlarda başlar, hareket ederler ve başka koordinatlarda hareketlerini tamamlarlar.

Genel görelilik kuralları sabit olsa da teorinin kendisi bu koordinatları matematiksel olarak tanımlamak için çok fazla özgürlük sağlar. Fizikçiler bu farklı tanımlamalara "metrik" diyorlar. Metriği, evinize nasıl gideceğinizi açıklamanın farklı yolları olarak düşünün. Bu, sokak yönleri, uydu tabanlı enlem ve boylam veya bir peçeteye karalanmış yer işaretleri olabilir. Her durumda metriğiniz farklıdır, ancak hangi metriği seçerseniz seçin, sonunda oraya varmış olursunuz.

Benzer şekilde, fizikçiler aynı durumu tanımlamak için farklı ölçümler kullanabilirler. Bazen, bir metrik diğerinden daha faydalıdır, sokak yönleriyle başlayıp, uygun yerde olup olmadığınızı iki kez kontrol etmek için peçeteye yazılı olana bakmaya benzer.

Kara delikler ve solucan delikleri söz konusu olduğunda, birkaç potansiyel ölçüm vardır. En popüler olanı, kara deliklerin ilk keşfedildiği yer olan Schwarzschild metriğidir. Ancak Schwarzschild metriği çekingen bir matematik içerir diyebiliriz. Bu nedenle bu ölçüm, Schwarzschild yarıçapı veya olay ufku olarak bilinen bir mesafede hatalı davranabilir.

Ancak Eddington-Finkelstein metriği adı verilen ve olay ufkuna ulaştıklarında parçacıklara ne olduğunu tanımlayan başka bir metrik daha var: Onlar bir daha asla görülemeyecek şekilde kara deliğin içinden geçerler ve kara deliğin içine düşerler.

Peki bütün bunların solucan delikleriyle ne ilgisi var? Bir solucan deliği inşa etmenin en basit yolu, bir kara deliği, ayna görüntüsü olan beyaz delik ile "genişletmektir". Bu fikir ilk olarak Albert Einstein ve Nathan Rosen tarafından önerildi, bu nedenle solucan deliklerine bazen "Einstein-Rosen köprüleri" denir.

Kara delikler asla hiçbir şeyin dışarı çıkmasına izin vermezken, beyaz delikler asla hiçbir şeyin içeri girmesine izin vermez. Bir solucan deliği yapmak için, sadece bir kara delik ve bir beyaz delik alıp tekilliklerini (merkezlerindeki sonsuz yoğunluk noktaları) birleştirmeniz yeterlidir. Bu, uzay-zamanda bir tünel oluşturur.

Ama Einstein ve Rosen, solucan deliklerini Schwarzschild metriğiyle inşa ettiler ve solucan deliği analizlerinin çoğu aynı metriği kullanır. Fransa'daki Ecole Normale Supérieure de fizikçi Pascal Koiran bunun yerine Eddington-Finkelstein metriğini kullanmaya çalıştı. Ekim ayında arXiv ön baskı veritabanında açıklanan makalesinin, Journal of Modern Physics D'nin gelecek sayısında yayınlanması planlanıyor.

Koiran, Eddington-Finkelstein metriğini kullanarak, varsayımsal bir solucan deliğinden bir parçacığın yolunu daha kolay izleyebildiğini buldu. Parçacığın olay ufkunu geçebileceğini, solucan deliği tüneline girebileceğini ve diğer taraftan kaçabileceğini iddia ediyor. Eddington-Finkelstein metriği ise bu araştırmanın hiçbir noktasında hatalı davranmadı.

Genel görelilik bize doğanın diğer güçlerini değil, yalnızca yerçekiminin davranışını anlatır. Örneğin, ısı ve enerjinin nasıl hareket ettiğinin teorisi olan termodinamik bize beyaz deliklerin kararsız olduğunu söyler. Ve fizikçiler gerçek evrende gerçek malzemeler kullanarak bir kara delik-beyaz delik kombinasyonu üretmeye çalışırlarsa, matematik, enerji yoğunluklarının her şeyi parçalayacağını öne sürüyor.

Bununla birlikte, Koiran'ın sonucu hala ilginç çünkü solucan deliklerinin ilk ortaya çıktıklarında belirtildiği kadar yıkıcı olmadığını ve genel göreliliğin izin verdiği kadarıyla solucan deliği tünellerinden geçen kararlı yollar olabileceğini işaret ediyor.