웜홀을 통과하는 여행 이후 2001 :A Space Odyssey 에서 처음 묘사되었습니다. 50 년 전, 그들에 대한 아이디어는 대중의 상상력을 사로 잡았습니다. 그리고 작은 경이로움 :그들은 우주 여행의 궁극적 인 형태입니다. 즉시 은하를 가로 질러 튀는 방법.
그러나 벌레 홀은 공상 과학 소설의 필수품이되었지만 과학자들 사이에서 그들은 끝없는 좌절의 원천이었습니다. 아이디어가 말도 안되기 때문이 아니라 그렇지 않기 때문입니다. 놀라운 사실은 웜홀이 현재 중력 이론의 자연스러운 결과이며 80 년 전에 아인슈타인에 의해 조사되었다는 것입니다. 그 이후로, 연구자들은 그러한 기괴한 이론적 가능성이 현실 일 수 있는지 알아 내려고 노력해 왔습니다.
그리고 이제 그들은 공간과 시간의 본질과 아 원자 세계의 법칙 사이의 깊은 연결을 이용하는 큰 획기적인 획기적인 일을 만들었습니다. 결과는 실제 벌레 구멍을 만드는 데 필요한 것에 대한 새로운 이해입니다.
아인슈타인은 1935 년 동료 인 나단 로젠 (Nathan Rosen)과 함께 웜홀의 특성을 일반 상대성 이론으로 알려진 그의 중력 이론을 처음으로 조사했다. 그들은 우리가 지금 블랙홀이라고 부르는 것이 튜브와 같은 '목구멍'을 통해 다른 블랙홀에 연결될 수 있음을 발견했습니다. 이제 아인슈타인-로스 브로네 다리라고 불리는 이는 우주와 시간을 통해 바로 가기를하는 길을 열어 우주의 한 부분에 블랙홀에 들어가서 아마도 수백만 번의 광년에서 떠오르지 만 수백만 년이 걸리지 않으면 서 빛의 속도보다 더 빨리 여행합니다.
.그것은 놀라운 아이디어 였지만 1960 년대 초에 '블랙홀'과 '벌레 홀'이라는 용어를 처음 만들어 낸 훌륭한 미국 물리학자인 존 휠러 (John Wheeler)가 심각한 타격을 입었습니다. 그는 동료 이론가 Robert Fuller와 함께 아인슈타인-로스 브릿지가 형성 되 자마자 거의 무너질 것임을 보여 주었다. 하버드 대학교 물리학 부교수 인 다니엘 자 페리스 (Daniel Jafferis) 박사는 다음과 같이 설명합니다.
Jafferis는이 문제를 피할 수있는 방법을 찾고있는 전 세계의 엘리트 이론가 그룹 중 하나입니다. 수년 동안 가장 유망한 아이디어는 부정적인 에너지를 가진 '이국적인 물질'을 사용하여 다리를 지원하는 것이 었습니다. 그 이름에서 알 수 있듯이, 이것은 매우 이상한 것들입니다. 이상한 중력 규칙을 구부릴 수 있습니다. 평범한 물질은 항상 중력 풀을 생성하지만,이 이국적인 물질에 의해 생성 된 부정적인 에너지는 항 이적 반발을 생성합니다. 놀랍게도, 그러한 에너지는 존재하는 것으로 알려져 있습니다. 1990 년대에 천문학 자들은 소위 '암흑 에너지'의 방해 효과로 전체 우주가 확장되고 있음을 발견했습니다. 한 가지 문제가 있습니다. 암흑 에너지의 정확한 기원은 아직 알려지지 않았습니다. 이국적인 문제에 대해서도 마찬가지입니다. 아무도 물건을 만드는 방법을 전혀 모른다.
벌레가 바뀌 었습니다
그러나 이제는 소위 통과 가능한 웜홀에 대한 논쟁이 급진적 인 새로운 차례를 취했습니다. 그것은 벌레 구멍과 양자 이론 (아 원자 세계의 법칙) 사이의 놀라운 연결을 기반으로 다리를 그대로 유지하는 새로운 방법의 발견을 따릅니다. 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)을 포함하여 우리 시대의 가장 위대한 이론가들에게 집착 한 문제를 해결하려는 시도 중에 나왔습니다.
모든 사람은 한 번 블랙홀을 탈출하지 않는다는 것을 알고 있습니다. 중력의 당기기는 빛이 클러치를 피하기에는 너무 강합니다. 그러나 호킹은 블랙홀이 영원히 지속되지 않는다는 것을 보여 주었지만 결국 강렬한 방사선이 터져 폭발하여 그 어떤 흔적이 남아 있지 않습니다.
.문제는, 이것은 양자 이론의 주요 원칙 중 하나와 모순되며, 이는 정보가 결코 파괴 될 수 없다는 것을 나타냅니다. 그러나 블랙홀은 소비 한 것에 대한 정보를 완전히 파괴 할 수있는 것으로 보입니다. 이것은 악명 높은 '블랙홀 정보 역설'이며, 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 이해에 큰 차이를 암시합니다.
수십 년 동안 호킹과 다른 많은 사람들은 성공하지 않고 역설을 해결하려고 노력했습니다. 그러나 지금은 대답이 발견되었다는 흥분이 커지고 있습니다. 그리고 그것은 웜홀이 블랙홀에서 벗어날 수있는 방법을 제공하는 능력에 있습니다. 간단히 말해서, 이론가들은 블랙홀의 피할 수없는 경계 (소위 이벤트 수평선)가 작은 벌레 홀로 수수께끼를 낳고, 호킹이 블랙홀을 파괴 한 방사선과 함께 정보를 스며들게 할 수 있다고 생각합니다. 결과적으로, 웜홀의 본질에 대한 새로운 통찰력과 그들이 가로 질 수 있는지 여부에 대한 새로운 통찰력을 얻었습니다.
지금까지 벌레 구멍을 가로 지르는 유일한 방법은 이국적인 물질의 부정적인 에너지를 사용하여 아인슈타인-로스 브릿지 다리가 무너지는 것을 막는 것이 었습니다. Jafferis는“양자 효과는 부정적인 에너지를 허용합니다. "그러나 통과 가능한 웜홀에 필요한 것은 물리적으로 불가능하다고 오랫동안 의심되었습니다."
.이제 Jafferis와 그의 동료 인 Ping Gao 박사와 Aron Wall 박사는 그들이 다른 출처를 발견했다고 생각합니다. Jafferis는“우리가 찾은 것은, 비 변환 불가능한 웜홀의 두 끝의 [블랙홀] 사이의 직접적인 상호 작용은 부정적인 에너지로 이어질 수 있다는 것입니다. 결과적인 방화 효과는 아인슈타인-로스 브릿지가 무너지지 않도록 멈추어 웜홀을 가로 질 뜨릴 수있게 만듭니다.
Jafferis와 그의 동료들이“직접 상호 작용”이라고 말할 때, 그들은 웜홀의 입을 형성하는 두 개의 블랙홀이 실제 공간에서 서로 영향을 미치고 있음을 의미합니다. Jafferis는“이진 블랙홀 시스템은 서로의 호킹 방사선을 소비하는 것이 좋습니다. "방사선의 소비는 직접 연결입니다."
엉킴에서따라서 좋은 소식은 통과 가능한 웜홀이 실제로 존재할 수 있다는 것입니다. Jafferis에 따르면, 적어도 원칙적으로 인간을 통해 인간을 보내는 데 아무런 문제가 없습니다. 그러나 아마도 놀랍게도 극복해야 할 몇 가지 주요 문제가 있습니다.
첫째, 블랙홀은 거대한 별의 무너진 잔재에서 형성된 표준 유형 일 수 없습니다. 그들은‘최대 얽힘’이어야합니다. 이것은 두 객체 사이에 존재할 수있는 이상한 양자 연결을 의미하므로, 한 사람에게 수행 한 모든 것이 다른 사람에게 즉각적으로 영향을 미치도록합니다.
.부정적인 에너지와 마찬가지로, 양자 얽힘의 기괴한 현상은 실제로 존재합니다. 거의 40 년 전 실험실 실험에서 처음 발견되었으며 현재 초고속 양자 컴퓨터를 만드는 Google과 같은 회사에서 조사하고 있습니다. 그러나 아 원자 입자는 실험실에서 비교적 쉽게 얽히게 될 수 있지만 아무도 블랙홀과 같은 방법을 전혀 모른다. Jafferis는“우리는 정상이없는 블랙홀을 만들 수는 없지만 정확하게 양자 얽힌 블랙홀을 만들 수는 없습니다.
그러나 두 개의 블랙홀 사이의 직접적인 상호 작용에는 캐치가 있습니다. 놀라운 시간 여행 속임수를 금지합니다. 그러나 여전히 빛나는 여행보다 빠른 여행을 허용 할 수 있습니까? Jafferis는 까다로운 질문입니다. 중력, 공간 및 시간은 모두 밀접하게 연결되어 있으며 속도의 개념을 엉망으로 만듭니다. Jafferis에 따르면, 지금까지 연구 된 웜홀 유형을 기반으로 한 계산은 실제로 우주를 통해 직접 여행하는 것보다 실제로 느리게 될 것이라고 제안합니다. 그러나 그는 세부 사항이 아직 완전히 해결되지 않았다는 것을 인정합니다. 따라서 과학 사실은 여전히 공상 과학 소설 뒤에 약간 실행되고있는 것 같습니다. 자연의 법칙은 웜홀이 놀라운 업적을 수행 할 수 있지만 순간적으로 붕괴되거나 가로 질러 쓸모 없다고 주장하는 것 같습니다.
그럼에도 불구하고 자연은 이론가들에게 큰 놀라움을 불러 일으켰습니다. 블랙홀의 가능성은 수십 년 동안 이의를 제기했으며 아인슈타인은 양자 얽힘을 믿기를 거부했습니다. 우주 어딘가에 기적을 수행하는 자연 웜홀이있을 수 있습니까?
과학 또는 공상 과학?
실제 웜홀을 관찰 할 가능성은 이제 수학과 컴퓨터 모델의 혼합을 사용하여 이론가들의 연구의 초점입니다. 도전은 정상적인 블랙홀과 벌레 홀 포털 인 블랙홀의 차이를 발견하는 것입니다. 인도 뭄바이의 Tata Fundamental Research Institute의 중력 이론가 인 Rajibul Shaikh에 따르면, 그 대답은 주변 환경, 특히 빛의 행동에 미묘한 차이에 달려있을 수 있습니다. "아인슈타인의 일반적인 상대성에 의해 예측 된 바와 같이, 광자는 중력장에서 구부러지고있다"고 그는 설명했다.
.블랙홀의 강렬한 중력은 주변의 엄청나게 뜨겁고 밝은 accretion 디스크를 만들어서 운명까지 나선형으로 형성됩니다. 그렇지 않으면 보이지 않는이 디스크의 호스트는 피치 블랙 그림자로서의 존재를 드러냅니다. 블랙홀이 실제로 더 기괴한 일 때 드러날 수있는이 그림자의 모양입니다. Shaikh에 따르면, 벌레 구멍의 텔레 징후는 생성 된 그림자에 대한 목의 중력 효과에서 나옵니다.
."내가 찾은 것은 천천히 회전하는 웜홀의 그림자 모양이 천천히 회전하는 블랙홀에 의해 캐스팅 된 거의 완벽하게 디스크와 같은 그림자와 매우 유사하다는 것입니다." "그러나 더 빠른 회전하는 웜홀은 같은 그림자가 같은 스핀을 가진 블랙홀보다 더 왜곡 된 그림자를 던질 것입니다."
.그는 연구가 여전히 진행 중이라고 강조하며, 지금까지 결과는 특정 유형의 블랙홀과 웜홀을 기반으로합니다. "내가 고려한 회전 웜홀의 유형이 가장 일반적이라고 보장 할 수는 없습니다."
.그러나 Shaikh는 천문학 자들이 이미 벌레 홀 주변에 존재할 것으로 예상되는 효과를 감지 할 수있는 수단을 가지고 있다고 지적합니다. 이벤트 Horizon Telescope (EHT)로 알려진이 제품은 블랙홀과 웜홀을 연구 할 수있는 전 세계적으로 무선 안테나 네트워크로 구성됩니다. Shaikh는“그리고 이미 데이터를 가져 가기 시작했습니다. 영화 스크린에서 데뷔 한 지 반세기 만에 시공간 웜홀은 공상 과학 이상이 될 수 있습니다.
- 이 기사는 BBC Focus Magazine의 322 호에 처음 등장했습니다.
