Vad är ett maskhål?

Wormholes är mycket mer kända för människor som plot-enheter än fysiska fenomen. Narrativt "introduceras de traditionellt till huvudpersonens värld på en absurd lämplig tid och präglas av en fantastisk förmåga att producera få karaktärer där de behöver vara. På skärmen böjer tyget av spridningstid mot upplösning. I verkligheten, mindre så.

Verkliga maskhål är en teoretiserad förklaring till materiens rörelse som har verklig potential att göra interstellära resor - om än på ett mycket komplicerat, ofilmabelt sätt.

Wormholes är i grunden en spacetime-funktion som förbinder två separata punkter. Dessa punkter kan vara lightyears från varandra eller bara några meter från varandra, de kunde existera i olika universum, eller till och med på olika tidpunkter. Oavsett att ett maskhål förbinder dem. Tänk på det som en tunnel som i grunden går mellan två platser och fysiskt förkortar det avstånd som behövs för att resa mellan dem - vare sig det är fysiskt avstånd eller tid.

I Einsteins teori om generell relativitet är ett vanligt maskhål faktiskt distinkt från ett traversabelt maskhål. Det sistnämnda kan endast existera om en exotisk typ av materia som hade en negativ energitäthet skulle kunna stabilisera strukturen och hålla den kollapsande. Enligt den astrofysikiska Kip Thorne, nummer sju på våra astronomiska kraftplaceringar, skulle ett stabilt maskhål troligen hålla sig ihop genom ett skal av mörk materia - som aldrig hittats, men antas ganska mycket av forskare att utgöra 84,5 procent av total materia av universum.

Så varför exakt gör något av detta (ingen ordsprog avsedd) materia ?

Nästan allt arbete som går in i rymdutforskning är idag fokuserat kring ett större mål att hitta andra planeter och månar i denna galax eller nästa som är beboeliga. Och det enda sättet att ta reda på är att faktiskt skicka robotar eller till och med människor över och undersöka. Tyvärr är interstellära resor extremt svårt. Vi är ingenstans nära att skicka människor bortom solsystemet. Helvete, vi kan inte ens få astronauter till Mars än. Och vi har bara skickat en sond till interstellärt utrymme hittills: Voyager 1. Det tog 35 år att komma dit.

Om vi ​​vill utforska andra delar av universum måste vi antingen utveckla bättre rymdfarkostteknik eller hitta genvägar. Det finns kanske några framdrivningsmetoder som kan fungera, men det är helt oklart hur länge de tar sig för att utvecklas. Och som med någon kraftfull teknik behöver vi massiva mängder resurser för att driva dessa saker - och vem vet om dessa material fortfarande kommer att finnas i framtiden.

Så vi måste vända sig till genvägar. Så krummig som Interstellär var det fortfarande illustrerat hur ett maskhål kan ge säker passage till andra världs ljusår bort från jorden. Det är ingen tvivel om att filmen tar friheter, skär ut den märkliga, potentiellt våldsamma aktiviteten som kan komplettera en bokstavlig rip i rymdtid. Och ändå, om ett maskhål kunde ta oss till platser långt bortom vårt eget stjärnsystem, skulle det kunna göra underverk för att hjälpa människor att kringgå behovet av att utveckla galen teknik som skulle göra det möjligt att göra ljussprång. Varphastighet kan i själva verket helt enkelt vara ett sätt att skapa ett miniatyrmaskhål och skicka en rymdfarkost genom den till andra sidan universum.

Det finns också andra typer av resor som ett maskhål kan göra. En är tidsresa. (Här är där du ignorerar Interstellär och tänka på Star Trek.) Tanken är att den ena änden av maskhålet kan accelereras till en högre hastighet än den andra, vilket skapar en relativistisk tidsutvidgning, i vilken tid rör sig långsammare vid den accelererade änden än vid den normala änden. Ett föremål som kommer in i den accelererade änden skulle därför lämna den normala änden åt gången före inmatningen (dvs återgå i tiden). Fysiken är lite mer komplicerad och nyanserad än det, men du får poängen - ett maskhål kan faktiskt göra resan tillbaka i tiden. Ingen typ av warp-drivenhet kunde göra den där möjlig.

Den andra potentiella egenskapen hos ett maskhål måste med att resa mellan olika universum. Många fysiker och kosmologer är överens om att vi lever i bara ett av många möjliga universum. Det finns fortfarande inget bevis på detta, men en maskhålrelaterad teori tyder på att dessa rymdtidstunnlar kan användas för att ansluta olika universum. I själva verket argumenterar den här tanken att en partikel som använder ett maskhål att resa sig tillbaka i tiden faktiskt inte går tillbaka i tiden alls: det går helt enkelt till ett parallellt universum.

Innan vi kan driva dessa möjligheter måste vi göra två saker: Hitta ett maskhål och ta reda på hur man håller den öppen. När vi gör det, kan dagens science fiction blek i jämförelse med dagens möjligheter.