Μαύρη τρύπα ή σκουληκότρυπα;

Posted on 15/05/2014

0


Τοξότης Α *  (Sagittarius A*)

Τοξότης Α * (Sagittarius A*)

Ένα από τα πιο εκπληκτικά αντικείμενα στον γαλαξία μας είναι ο Τοξότης Α *.
Αυτό το μικρό αντικείμενο, που ανακαλύφθηκε το 1974 , είναι μια ισχυρή πηγή των ραδιοκυμάτων στον αστερισμό του Τοξότη. Έκτοτε οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει πολλές φορές τον Τοξότη Α * και τα άστρα που βρίσκονται στην γειτονιά του, εκ των οποίων μερικά βρίσκονται σε τροχιά με πολύ μεγάλες ταχύτητες.

Αυτό σημαίνει ότι η μάζα του Τοξότη Α * είναι εξαιρετικά μεγάλη και δεδομένου ότι είναι πολύ μικρός θα πρέπει να έχει τεράστια πυκνότητα. Γι αυτό οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτό το αντικείμενο είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία.

Στην πραγματικότητα, ο Τοξότης Α * έχει περίπου 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο και το μέγεθός του δεν είναι πολύ μεγαλύτερο από το ηλιακό μας σύστημα.

Αλλά υπάρχει και μια άλλη ερμηνεία για το παράξενο αυτό αστρικό αντικείμενο:
Ότι πρόκειται για μια σκουληκότρυπα που συνδέεται με κάποια άλλη περιοχή του σύμπαντος ή ακόμα και με ένα άλλο μέρος του πολυσύμπαντος (σύμφωνα με τη θεωρία οι σκουληκότρυπες θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί πολύ νωρίς μετά την Μεγάλη Έκρηξη).

Και αυτό εγείρει ένα ενδιαφέρον ερώτημα. Αν Τοξότης Α * είναι μια σκουληκότρυπα, πως θα μπορούσαν οι αστρονόμοι να τον ξεχωρίσουν από μια μαύρη τρύπα;

Το ερώτημα αυτό επιχειρούν να ξεδιαλύνουν οι Ζilong Li και Cosimo Bambi από το πανεπιστήμιο της Σαγκάης με την εργασία τους «Distinguishing black holes and wormholes with orbiting hot spots».

Οι Li και Bambi κάνοντας προσομοιώσεις συμπέραναν ότι το πλάσμα που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα θα έχει διαφορετική εμφάνιση με το αντίστοιχο πλάσμα σε τροχιά γύρω από μια σκουληκότρυπα.

wormΕνώ προς το παρόν αυτές οι διαφορές δεν μπορούν να διακριθούν,  οι Li και Bambi, υπολόγισαν ότι οι παρατηρήσεις που θα γίνουν με τα νέας γενιάς τηλεσκόπια θα μπορούν να διακρίνουν τις διαφορές μαύρης τρύπας – σκουληκότρυπας. Ένα τέτοιο τηλεσκόπιο είναι το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο Συμβολόμετρο (VLTI) στην Ατακάμα της Χιλής.

Έτσι σε λίγα χρόνια είναι πιθανό να έχουμε τις πρώτες παρατηρησιακές ενδείξεις ύπαρξης σκουληκότρυπας, και μάλιστα μέσα στον ίδιο τον γαλαξία μας!

 

Στη Φυσική, μια σκουληκότρυπα είναι μια υποθετική τοπολογική ιδιότητα του χωρόχρονου που σχηματίζει ένα τούνελ που συνδέει δύο απομακρυσμένα σημεία του. Θα μπορούσε να αποτελεί ένα "κόψιμο δρόμου" διαμέσω του χωρόχρονου. Για μια απλή οπτική εξήγηση της σκουληκότρυπας, σκεφτείτε τον χωρόχρονο να απεικονίζεται σαν μία δισδιάστατη επιφάνεια. Αν αυτή η επιφάνεια καμπυλωθεί διαμέσου μιας τρίτης διάστασης, μας δίνει μια εικόνα της σκουληκότρυπας σαν μια "γέφυρα" που ενώνει δύο σημεία του χωρόχρονου. Στην πραγματικότητα αυτή η δισδιάσταστη επιφάνεια είναι τετραδιάστατη (τρεις διαστάσεις χώρου + μία χρόνου) και γι αυτό η οπτικοποίηση της πραγματικής καμπυλότητας είναι αδύνατη. Δεν υπάρχουν παρατηρησιακά δεδομένα για σκουληκότρυπες, αλλά σε θεωρητικό επίπεδο υπάρχουν έγκυρες λύσεις των εξισώσεων που προκύπτουν από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας που περιλαμβάνουν σκουληκότρυπες.

Στη Φυσική, μια σκουληκότρυπα (ή γέφυρα Einstein – Rosen) είναι μια τοπολογική ιδιότητα του χωροχρόνου βάσει της οποίας σχηματίζεται ένα «τούνελ» που συνδέει δύο απομακρυσμένα σημεία του – ένα «κόψιμο δρόμου» διαμέσου του χωρόχρονου. Για μια απλή οπτική εξήγηση της σκουληκότρυπας, φανταζόμαστε τον χωρόχρονο να απεικονίζεται ως μία δισδιάστατη επιφάνεια. Αν αυτή η επιφάνεια καμπυλωθεί διαμέσου μιας τρίτης διάστασης, μας δίνει την εικόνα της σκουληκότρυπας σαν έναν «σωλήνα» που ενώνει δύο απομακρυσμένες περιοχές  του χωρόχρονου. Στην πραγματικότητα αυτή η δισδιάσταστη επιφάνεια είναι τετραδιάστατη (τρεις διαστάσεις χώρου + μία χρόνου) και γι αυτό η οπτικοποίηση της πραγματικής καμπυλότητας είναι αδύνατη. Προς το παρόν δεν υπάρχουν παρατηρησιακά δεδομένα για σκουληκότρυπες, οι οποίες όμως προβλέπονται από την Γενική θεωρία της Σχετικότητας.

https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/bb5ae64fa4fa