Om du vill skicka ett meddelande genom ett maskhål, bör du göra det kort.
Under vissa omständigheter kan ett meddelande överföras genom ett teoretiskt maskhål som förbinder svarta hål i olika universum, har fysiker funnit i en ny studie. Tyvärr visar deras resultat att endast en liten mängd information (mätt i kvantbitar eller qubits) kunde utbytas.
"I vår specifika installation hittade vi nedslående resultat i den meningen att det bara är i storleksordningen en eller två bitar, eller några informationsbitar, som du kan skicka genom maskhålen," Sam van Leuven, medförfattare till ny artikel och en forskare vid University of the Witwatersrand i Johannesburg, berättade för Live Science.
Vanligtvis, om du skulle skicka något in i ett svart hål, skulle det hamna i mitten, på en oändligt tät punkt, känd som singulariteten, för att aldrig återgå till sitt tidigare liv. Men om ett svart hål var anslutet till ett annat svart hål genom ett maskhål och banan i meddelandet var helt rätt, kunde det teoretiskt korsa igenom och gå ut på andra sidan av det maskhålet - vilket kan vara i ett alternativt universum.
Relaterat: 9 idéer om svarta hål som kommer att blåsa ditt sinne
För att göra detta krävs att både universum och det anslutna svarta hålet har en viss typ av fysik och geometri. Till exempel skulle det genomfarliga maskhålet vara möjligt endast när rymdtiden hade en negativ krökning. Det betyder att du kan visualisera rymdtid som en enorm sadel, där om två varelser försökte gå i parallella banor, de faktiskt skulle röra sig från varandra.
Forskare har visat att i teorin tillåter denna specifika universumsuppsättning information att skickas via maskhål, och de gjorde tidigare några uppskattningar för att avgöra hur mycket information som skulle kunna resa på detta sätt.
"Vi vet nu från att den här processen är analog med kvantteleportering ... men det finns gränser för hur mycket information som kan skickas," sade Aron Wall, en forskare vid Institutionen för tillämpad matematik och teoretisk fysik vid University of Cambridge som inte var involverade i den nya studien. (Vid kvantteleportering kan information nästan omedelbart skickas över stora avstånd med hjälp av partiklar som var kvanttrasslade, vilket innebär att deras tillstånd är kopplade oavsett avstånd som skiljer dem.)
I den nya forskningen studerade Van Leuven och hans kollegor det genomskinliga maskhålet med hjälp av geometri för rymdtid som beskrivs av Albert Einsteins teori om allmän relativitet. Matten som användes för att beskriva scenariot gjordes i ett tvådimensionellt universum för enkelhet, men det borde också gälla för ett 3D-universum, som vårt eget.
Resultaten visade att endast några få bitar information kunde föras genom maskhålen åt gången - mindre än andra metoder hade hittat. De fann också att skicka meddelanden genom maskhålen skulle förändra de svarta hålen. Det sändande svarta hålet skulle öka i massa, och det mottagande svarta hålet skulle minska i massan, med varje meddelande skickat. Med det första meddelandet skulle det mottagande svarta hålet förlora cirka 30% av sin massa, och under efterföljande meddelanden skulle det svarta hålet försvinna. Dessutom skulle varje efterföljande meddelande minska i storlek, så att meddelandet så småningom inte skulle innehålla någon information.
Van Leuven och andra forskare fortsätter att studera ett brett spektrum av inställningar och regler, både likartade och olika som i vårt eget universum, som kan möjliggöra överföring av mer information. För närvarande är sådana maskhål och anslutna svarta hål helt teoretiska, men forskare tycker att det inte är helt omöjligt att de kan skapas eller manipuleras av någon form av avancerad civilisation.
"Vi försöker hitta generaliseringar av vår installation som skulle möjliggöra mer information, men det är ett pågående arbete," berättade Van Leuven för Live Science. "Men det kommer alltid att finnas en gräns. Det kommer inte att vara en oändlig mängd information som du kan skicka utan att förstöra maskhålen."
Studien publicerades online 29 juli i preprint-tidskriften arXiv och överlämnades till Journal of High Energy Physics.
