Alla vill ha ett maskhål. Jag menar, vem vill bry sig om att resa de långa och långsamma vägarna i hela universumet och tar tiotusentals år bara för att nå ännu en tråkig stjärna? Inte när du kan springa in i närmaste maskhålöppning, ta en kort promenad och hamna i ett exotiskt långtgående hörn i universum.
Det finns dock en liten teknisk svårighet: Wormholes, som är böjda i rymden så extrema att en genvägtunnel bildas, är katastrofalt instabil. Som i, så snart du skickar en enda foton ner i hålet, kollapsar den snabbare än ljusets hastighet.
Men en nyligen publicerad artikel, publicerad i förtryckstidsskriftet arXiv den 29 juli, har hittat ett sätt att bygga ett nästan ständigt maskhål, ett som kollapsar men sakta nog för att skicka meddelanden - och eventuellt till och med saker - ner det innan det sliter sig ihop . Allt du behöver är ett par svarta hål och några oändligt långa kosmiska strängar.
Lätt som en plätt.
Ormhålproblemet
I princip är det ganska enkelt att bygga ett maskhål. Enligt Einsteins teori om allmän relativitet, vrider massa och energi rymdtidens tyg. Och en viss speciell konfiguration av materie och energi gör det möjligt att bilda en tunnel, en genväg mellan två annars avlägsna delar av universum.
Tyvärr, även på papper, är dessa maskhål fantastiskt instabila. Till och med en enda foton som passerar genom maskhålen utlöser en katastrofisk kaskad som skurar maskhålen isär. Emellertid kan en hälsosam dos med negativ massa - ja, det är materia men med motsatt vikt - motverka de destabiliserande effekterna av regelbundet ämne som försöker passera genom maskhålen, vilket gör det genomgående.
OK, materia med negativ massa finns inte, så vi behöver en ny plan.
Låt oss börja med själva maskhålen. Vi behöver en ingång och en utgång. Det är teoretiskt möjligt att ansluta ett svart hål (ett område i rymden där ingenting kan fly) till ett vitt hål (ett teoretiskt område i rymden där ingenting kan komma in). När dessa två udda varelser går samman, bildar de en helt ny sak: ett maskhål. Så du kan hoppa in i vardera änden av denna tunnel och istället för att bli krossad i glömska så valsar du bara på andra sidan.
Åh, men vita hål finns inte heller. Det här blir svårt.
Ladda upp det
Eftersom vita hål inte finns, behöver vi en ny plan. Tack och lov avslöjar någon smart matte ett möjligt svar: ett laddat svart hål. Svarta hål kan ha en elektrisk laddning (det är inte vanligt på grund av hur de formas naturligt, men vi tar vad vi kan få). Insidan av ett laddat svart hål är en konstig plats med den normala punktliknande singulariteten för ett svart hål utsträckt och förvrängd, vilket gör det möjligt att bilda en bro till ett annat motsatt laddat svart hål.
Voila: ett maskhål, som bara använder saker som faktiskt kan existera.
Men denna maskhål-via-laddade-svarta hål har två problem. För det första är det fortfarande instabilt, och om något eller någon verkligen försöker använda det faller det isär. Det andra är att de två motsatt laddade svarta hålen kommer att lockas till varandra - både genom gravitations- och elektriska krafter - och om de faller samman får du bara ett enda, stort, neutralt laddat och helt värdelöst svart hål.
Sätt en kosmisk båge på den
Så för att allt ska fungera måste vi se till att de två laddade svarta hålen förblir säkert långt borta från varandra och se till att maskhullens tunnel kan hålla sig öppen. En potentiell lösning: kosmiska strängar.
Kosmiska strängar är teoretiska defekter, liknande sprickorna som bildas när isen fryser, i tyget i rymdtid. Dessa kosmiska rester bildades under de tidiga, hårda dagarna av de första fraktionerna av en sekund efter Big Bang. De är verkligen exotiska föremål, inte bredare än en proton men med en enda tum av sin längd som överväger Mount Everest. Du vill aldrig möta en själv, eftersom de skulle skära in dig i hälften som ett kosmiskt lyssabel, men du behöver inte oroa dig mycket eftersom vi inte ens är säker på att de finns, och vi har aldrig sett en där ute i universum.
Fortfarande finns det ingen anledning till att de inte kan existera, så de är rättvist spel.
De har en annan mycket användbar egenskap när det gäller maskhål: enorm spänning. Med andra ord, de gillar verkligen inte att skjutas runt. Om du gängar maskhålet med en kosmisk sträng och låter strängen passera längs de yttre kanterna på de svarta hålen och sträcker sig från endera änden ända till oändlighet, förhindrar spänningen i strängen att de laddade svarta hålen dras till till varandra och håller de två ändarna av maskhålen långt borta från varandra. I huvudsak fungerar de avlägsna ändarna av den kosmiska strängen som två motsatta dragkampar som håller tillbaka de svarta hålen.
Lugnar skakningarna
En kosmisk sträng löser ett av problemen (håller ändarna öppna), men det hindrar inte själva maskhålen att kollapsa om du faktiskt skulle använda det. Så låt oss slänga in en annan kosmisk sträng, även tränga in maskhålen, men också slinga den genom normalt utrymme mellan de två svarta hålen.
När kosmiska strängar är stängda i en slinga, vinglar de - mycket. Dessa vibrationer krossar rymdtidens tyger runt dem, och när de är inställda rätt kan vibrationerna orsaka att energin i rymden i deras närhet blir negativ och fungerar effektivt som negativ massa i maskhålen och potentiellt stabiliserar den.
Det verkar vara lite komplicerat, men i den senaste tidningen gav ett team av teoretiska fysiker steg för steg instruktioner för att konstruera just ett sådant maskhål. Det är inte en perfekt lösning: Så småningom drar de inneboende vibrationerna i de kosmiska strängarna - samma som kan hålla maskhålet öppna - energi och därför massa bort från strängen, vilket gör den mindre och mindre. I huvudsak vika de kosmiska strängarna över tiden i glömska, med fullständigt kollaps av maskhålen inte långt efter. Men det sammankopplade maskhålet kan förbli stabilt tillräckligt länge för att låta meddelanden eller till och med föremål röra sig ner i tunneln och faktiskt inte dö, vilket är skönt.
Men först måste vi hitta några kosmiska strängar.
Paul M. Sutter är en astrofysiker på Ohio State University, värd av Fråga en Spaceman och Space Radio, och författare till Din plats i universum.
