Mashimo nyeupe hufungua uwezekano wa kusafiri kwa muda

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Uwezekano wa kuwepo kwa shimo nyeupe ulipendekezwa kwanza na mwanasayansi wa kinadharia Igor Novikov mwaka wa 1964.

Shimo jeupe ni eneo la dhahania katika wakati wa anga ambalo linatabiriwa kama sehemu ya suluhisho la milinganyo ya uga ya Einstein.

Lakini wacha tuanze na mashimo meusi kwa sababu ni rahisi kuelezea. Mashimo meusi huunda wakati katikati ya nyota kubwa inayokufa inajigonga yenyewe. Misa nzima imetolewa kwa kiasi kidogo sana. Mvuto wao wa mvuto unakuwa mkubwa sana hata mwanga hauwezi kuuepuka.

Mashimo meupe ni kinyume kabisa cha mashimo meusi: ingawa hakuna kitu kinachoweza kutoroka kutoka kwenye upeo wa tukio la shimo jeusi, hakuna kinachoweza kuingia katika upeo wa tukio la shimo jeupe. Kuweka tu, shimo nyeupe hutema kila kitu na hakuna chochote kinachoingia.

Wazo la shimo nyeupe ni ngumu sana. Kwa hivyo, tumejaribu kuielezea katika sehemu ndogo. Mwishoni mwa makala hii, utakuwa umejifunza mengi zaidi kuhusu jambo hili la kuvutia.

Mashimo meupe yapo?

Shimo nyeupe ni dhana tu ya kinadharia ya hisabati na haijazingatiwa katika ulimwengu. Mijadala mingi kuhusu mashimo meupe huhusu maneno dhahania, yasiyowezekana, na yasiyo halisi.

Wao ni suluhisho linalowezekana kwa sheria za uhusiano wa jumla, ambayo ina maana kwamba ikiwa shimo nyeusi za milele zipo, basi shimo nyeupe lazima ziwepo katika ulimwengu.

Wanatarajiwa kuwa na mali kama vile wingi, malipo, kasi ya angular, lakini chochote kinachokaribia shimo nyeupe (hata kwa kasi ya mwanga) hakitawahi kufikia. Kinadharia, hakuna nishati ya kutosha katika ulimwengu wetu kukuvuta ndani.

Wanakiuka sheria ya pili ya thermodynamics

Moja ya sababu kuu kwa nini mashimo nyeupe huchukuliwa kuwa sio kweli ni kwamba hupunguza entropy, ambayo ni kinyume na sheria ya thermodynamics.

Sheria ya pili ya thermodynamics inasema kwamba entropy jumla ya ulimwengu inaongezeka mara kwa mara, hivyo mabadiliko katika entropy daima ni chanya. Hii ndiyo sababu mashimo meupe hayatoshei katika muundo wetu wa sasa wa ulimwengu.

Ushahidi wa mashimo meupe

Ingawa ushahidi na maelezo kuhusu mashimo meupe bado hayajulikani, mlipuko wa gamma-ray, unaoitwa GRB 060614, uliogunduliwa na Swift Observatory ya Neil Gerel mwaka wa 2006, unachukuliwa kuwa tukio la kwanza kurekodiwa kwa shimo jeupe.

Tofauti na GRB za kawaida, ambazo hudumu sekunde chache tu, mseto wa GRB 060614 ulipasuka kwa sekunde 102 za kushangaza, lakini haukuhusishwa na supernova. Hilo lilitilia shaka maafikiano ya awali ya kisayansi kuhusu mashimo meusi na aina nyinginezo za miili ya anga ambayo inaweza kutoa milipuko ya miale ya gamma.

Mashimo meupe yanaweza kutengeneza kitu cheusi

Mnamo mwaka wa 2018, wanasayansi walipendekeza kwamba mashimo meupe yenye kipenyo cha microscopic yanaweza kuunda jambo la giza. Vile vidogo vyeupe havitatoa mionzi yoyote, na kwa kuwa wao ni mfupi zaidi kuliko urefu wa wimbi la mwanga, watakuwa wasioonekana.

Mambo meusi hufanya takriban 27% ya ulimwengu wetu, na msongamano wake wa ndani ni takriban 1% ya uzito wa Jua kwa kila furushi la ujazo. Ili kuhesabu msongamano huu wa mashimo meupe, timu ilikadiria kuwa shimo moja jeupe hadubini (karibu milioni moja ya gramu na ndogo sana kuliko protoni) inahitajika kwa kilomita za ujazo 10,000.

Mashimo meupe yanaweza hata kutangulia Big Bang

Nadharia nyingine ya kuvutia iliyotolewa na watafiti ni kwamba mashimo meupe yanaweza kuelezea Big Bang, kwani hii ni kesi nyingine ambapo kiasi kikubwa cha maada na nishati kilionekana moja kwa moja.

Kwa hakika, ilisemekana kwamba Mlipuko mkubwa ulikuwa ni matokeo ya mlipuko wa shimo jeupe, ambalo eti lilitapika mambo yote na habari ambazo zilifyonzwa na shimo jeusi.

Kwa wazi, hatujui ikiwa nadharia ni sahihi au la, lakini tena, ni jambo la kuchekesha kufikiri kwamba maisha yalitoka kwenye shimo nyeupe.

Shimo nyeupe na shimo nyeusi iliyounganishwa kupitia shimo la minyoo

Moja ya sababu kuu za kujifunza kuwepo kwa mashimo nyeupe ni kwamba wanaweza kutatua siri: nini kinatokea katikati ya shimo nyeusi. Je! ni nini hufanyika kwa habari zote zinazoingizwa?

Nadharia nyingi zinaonyesha kuwa kuna shimo nyeupe kwenye mwisho mwingine wa shimo jeusi. Maada na habari zote zinazofyonzwa na shimo jeusi hutupwa na shimo jeupe kwenye ulimwengu mwingine.

"Kuingia" kwa shimo nyeusi na "kutoka" kwa shimo nyeupe kunaweza kuhusishwa na ulimwengu mbili tofauti kabisa. Na kinachowezesha muunganisho huu kinaitwa shimo la minyoo: linaweza kuzingatiwa kama handaki lenye ncha mbili, kila moja katika eneo tofauti kwa wakati.

Nadharia ya uhusiano wa jumla ina equations halisi ambazo zinajumuisha minyoo, hata hivyo, bado hazijaonekana katika ulimwengu. Shimo la minyoo linaweza kuunganisha umbali mfupi (mita chache), umbali mrefu sana (mamilioni ya miaka ya mwanga), au ulimwengu tofauti.

Mnamo 1935, wanasayansi waligundua shimo la minyoo la aina 1, linaloitwa Schwarzschild wormhole, kwa kutumia nadharia ya Einstein ya uhusiano wa jumla. Kipimo kizima cha Schwarzschild kina shimo jeupe, shimo jeusi, na dunia mbili tofauti zilizounganishwa kwenye upeo wa matukio yao kupitia shimo la minyoo.

Suluhisho la Schwarzschild lina equations mbili halisi - chanya na hasi mizizi ya mraba. Mwisho anaelezea kuwa shimo jeusi linarudi nyuma kwa wakati, ambalo pia ni shimo nyeupe.

Mashimo meupe hufungua uwezekano wa kusafiri kwa wakati

Chini ya hali fulani, shimo la minyoo linaweza kuunganisha pointi mbili kwa wakati badala ya pointi mbili kwenye nafasi. Kwa hivyo, kitu kilichomezwa na tundu jeusi kinaweza kupita kwenye tundu la minyoo na kulipuka kama shimo jeupe katika eneo lingine la wakati [au anga].

Hata hivyo, dhana ina hasara nyingi. Kwa mfano, kitu kikianguka kwenye shimo jeusi hakitaweza kustahimili mvuto wake mkubwa sana. Na kwa kuwa shimo la minyoo halijatulia sana, litaanguka yenyewe mara moja.

Walakini, wanafizikia wengine wameonyesha kuwa shimo la minyoo (ikiwa lipo) linaweza kuruhusu kusafiri katika nafasi na wakati. Profesa Kip Thorne wa Taasisi ya Teknolojia ya California, ambaye pia ni mshindi wa Tuzo ya Nobel, alipendekeza kwamba matukio haya matatu (mashimo meusi, mashimo meusi, mashimo meupe) yanaweza kuruhusu wanadamu kusafiri kwenda na kurudi kwa wakati (maelfu ya miaka).

Kusema kweli, kuna mamia ya nadharia kuhusu mashimo meupe, lakini wanasayansi hawajapata uthibitisho wenye kusadikisha kuunga mkono kuwepo kwao. Labda hata kuna mahali kwao katika ulimwengu wetu mkubwa wa ajabu.