دانشنامه ی سایت mp3world.irسری 29 (کرم‌چاله)

NIMA · برکــت ســایت

درون مایه:علوم پایه

موضوع اصلی:فیزیک

منبع:ویکی پدیا
==============================
کرم‌چاله

کِرمچاله در فیزیک یک پل میانبر فرضی در فضا و زمان است.

کرمچاله‌ها ساختارهای فضازمانی پل مانندی هستند که دو گستره جدا از یک فضازمان یا دو فضازمان جدا از هم را به یکدیگر پیوند می‌دهند. کرمچاله‌ها مسافت و زمان بایسته برای رسیدن از یک نقطه به نقطه را کوتاه می‌کنند.

قیاسی با یک کرمچاله در فضای دو بعدی خمیده

تاریخچه

در دهه ۱۹۳۰ اینشتین و روزن با به کار بردن غوطه‌وری متریک شوارتزشیلد در فضای استوانه‌ای، معادله غوطه وری یک کرمچاله گذرناپذیر و ناایستا که «پل اینشتین - روزن» نامیده می‌شود را بدست آوردند .

یک سال پس از دادن نظریه نسبیت عام به وسیله آلبرت اینشتین ،سال ۱۹۱۶ فلام دریافت که از بررسی شوارتزشیلد معادلات اینشتین می‌توان پاسخ کرمچاله‌ای بدست آورد. این گونه کرمچاله ،«کرمچاله شوارتزشیلد» نامیده شد.

یکی از جنبه‌های جالب کرمچاله‌ها، به کار بردن آنها برای انجام سفر در فضازمان است. می‌دانیم که فاصله زمین تا نزدیک‌ترین ستاره به جز خورشید، نزدیک به ۴٫۲۸ سال نوری می‌باشد. پس نور با سرعت تقریباً ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه بیش از ۴ سال طول می‌کشد تا به این ستاره برسد. اکنون ما با فناوری امروزه بیش از یک میلیون و سیصد هزار سال زمان نیاز داریم تا به این ستاره برویم که برای آدمی نشدنی است. اینگونه بر می‌آید که با انگارهٔ بودن کرمچاله، می‌توان از یک سو به درون آن رفت و تقریباً بلافاصله پس از خروج از سوی دیگر، در جایی دوردست از جهان سردرآورد. در این چهارچوب می‌توان از جهانی دیگر نیز سر در آورد.

پس این نادرست است که مردم سیاهچاله‌ها را به عنوان ابزارهایی برای مسافرت‌های فضایی می‌شناسند. اما باید بدانیم که سیاهچاله‌ها دارای افق هستند و هنگامیکه چیزی، گرچه نور، وارد آنها شد، افزون بر نابودی، امکان خروج برایش وجود ندارد.البته باید بدانیم که کرمچاله‌ها فقط مدل هایی ریاضی هستند و آشکارسازی و رصد آنها تا کنون بی سرانجام بوده‌است. همچنین گذر از کرمچاله‌ها برای سفر در زمان عملا کاری نشدنی است زیرا با فروریزی شدیدی که آنها دارند هیج جاندار شناخته شده‌ای نمی‌تواند آن را تاب بیاورد و باید بدانیم که باز و بسته شدن آنها آن اندازه تند رخ می‌دهد که هر ماهیتی در هنگام گذر از آنها به دام خواهد افتاد. البته تا رسیدن به یک نگره درست از گرانش کوانتمی نمی توان داوری همه سویه ای انجام داد.

هندسه یک کرمچاله

یک کرمچاله در صورت وجود، خود بخشی از فضازمان چهار بعدی عالم می‌باشد. همانطور که می‌دانید اینشتین در سال ۱۹۰۵ ثابت کرد که جهان تنها از سه بعد فضایی تشکیل نشده و زمان صرفآ یک پارامتر در حال تغییر نیست. بلکه زمان خود نیز به عنوان بعد چهارم عالم به حساب می‌آید. در این فضازمان چهار بعدی، کرمچاله‌ها می‌توانند سوراخی به جهانی دیگر یا ناحیه‌ای دیگر از همین جهان باشند. پس باید در نظر داشته باشیم که این اجسام چهاربعدی هستند و ما تنها برای ساده سازی آنها را به صورت دو بعدی نشان می‌دهیم.

به عنوان مثالی ساده، یک صفحه کاغذ تخت را در نظر بگیرید که از چهار طرف تا فواصل بسیار دور گسترده شده باشد. هر دو طرف صفحه که آنها را «رو» و «زیر» صفحه می‌نامیم، بطور مستقل یک فضای دوبعدی راتشکیل می‌دهند که می‌توانیم آن را یک جهان دوبعدی فرض کنیم. ساکنان این جهانها خود موجودات دو بعدی هستند. واضح است که این دو جهان هیچ ارتباطی با هم ندارند و ساکنان آنها از وجود همدیگر بی خبرند .اکنون تصور کنید یک سوراخ دایره‌ای در این صفحه ایجاد شود. به این ترتیب دو جهان بطور پیوسته با هم ارتباط دارند. ما این حفره تونل مانند را یک کرمچاله می‌نامیم.

حال بیایید به جای یک سوراخ، دو سوراخ در صفحه ایجاد کنیم. سپس لبه‌های این دو سوراخ را بکشیم تا به صورت دو لوله درآید وبا ادامه دادن این کار دو لوله را به هم وصل کنیم. این نیز یک کرمچاله‌است. با این تفاوت که بر خلاف حالت قبلی دو ناحیه از یک جهان را به هم وصل می‌کند. در حالتی که فضای ما خمیده باشد مسافرت از طریق این کرمچاله بسیار سریع تر امکان‌پذیر است. چون مسافت کوتاهتر است.

اگر در هر یک از دو ورق تخت موازی نیز یک سوراخ ایجاد کنیم، با کشیدن لبه‌های سوراخ و رساندن دو لوله ایجاد شده به هم می‌توانیم یک کرمچاله ایجاد کنیم که صفحه بالایی یکی از ورق‌ها را به صفحه پائینی ورق دیگر وصل کند .

کرمچاله های شوارتزشیلد

کرمچاله های لورنتزی که به نام کرمچاله های شوارتزشیلد یا پل های انیشتین-روزن شناخته می شوند، پل هایی میان گستره هایی از فضا هستند که می توانند با درهم آمیختن مدل هایی از یک سیاهچاله و یک سفیدچاله، به برنام پاسخ های خلاء به همچندی های میدان اینشتین مدل بندی شوند. این پاسخ از سوی اینشتین و همکارش روزن یافته شد، که نخستین بار در دستاوردهای سال ۱۹۳۵ به چاپ رسید. هرچند، در ۱۹۶۲ جان ویلر و رابرت دبیلو. فولر نوشتاری چاپ کردند که نشان می داد این گونه کرمچاله ناپایدار است، و اینکه درست در هنگام ساخت، در دم بسته می شود که شید هم نمی تواند از آن گذر کند. پیش از آنکه دشواری های پایداری کرمچاله های شواتزشیلد آشکار گردند، پیشنهاد داده شد که اختروش ها سفیدچاله هایی هستند که سرانجام کرمچاله هایی از این گونه می باشند. با اینکه کرمچاله های شواتزشیلد گذرپذیر نیستند، هستی شان کیپ تورن را برانگیخت که بیانگارد که کرمچاله های گذرپذیر از باز نگه داشتن 'گلوگاه' یک کرمچاله شواتزشیلد با ماده شگفت (ماده ای که جرم/کارمایه کاهندی دارد) آفریده می شوند.

نمودار غوطه وری یک کرمچاله شوارتزشیلد
برای بزرگ نمایی روی لینک کلیک کنید.

تنها کاربران عضو سايت قادر به مشاهده لينک ها هستند.
عضويت در سايت / ورود به سايت