VAD äR MASKHåL?

Send

I science fiction är maskhål en metod som ofta används för att resa stora avstånd över rymden. Är dessa magiska broar verkligen möjliga?

Med all min entusiasm för mänsklighetens framtid i rymden finns det ett stort problem. Även med de mest optimistiska rymdflygteknologier vi kan föreställa oss kommer vi aldrig att nå någon annan stjärna under en mänsklig livstid.

Verkligheten berättar att även de mest närliggande stjärnorna är obegripligt långt borta och skulle kräva stora mängder energi eller tid för att göra resan. Verkligheten säger att vi skulle behöva ett skepp som på något sätt kan pågå i hundratals eller tusentals år, medan generation efter generation astronauter är födda, lever sina liv och dör i transit till en annan stjärna.

Science fiction å andra sidan slår oss med sina förföljande metoder för avancerad framdrivning. Skruva upp varpkörningen och se hur stjärnorna strimmar förbi oss, gör en resa till Alpha Centauri så snabb som en nöjeskryssning.

Du vet vad som är ännu enklare? Ett maskhål; en magisk gateway som förbinder två punkter i rum och tid med varandra. Rikta bara in chevronerna för att ringa in din destination, vänta på att stargatan stabiliseras och sedan bara gå ... gå! till din destination en halv galax bort.

Ja, det skulle vara riktigt trevligt. Någon borde verkligen ta sig fram för att uppfinna dessa maskhål och inleda en djärv ny framtid för intergalaktisk speedwalking. Vad är maskhål, exakt och hur snart tills jag kommer att använda en?

Ett maskhål, även känt som en Einstein-Rosen-bro, är en teoretisk metod för att fälla ut rum och tid så att du kan ansluta två platser i rymden tillsammans. Du kan sedan resa omedelbart från en plats till en annan.

Vi kommer att använda den klassiska demonstrationen från filmen Interstellar, där du ritar en linje från två punkter, på ett papper och sedan viker papperet över och stiftar din penna genom för att förkorta resan. Det fungerar bra på papper, men är det faktiska fysiken?

Som Einstein lärde oss är tyngdkraften inte en kraft som drar materien som magnetism, det är faktiskt en vridning av rymdtiden. Månen tror att den bara följer en rak linje genom rymden, men följer faktiskt den snedställda vägen som skapades av jordens tyngdkraft.

Och så kan du, enligt Einstein och fysiker Nathan Rosen, trassla upp rymden så tätt att två punkter delar samma fysiska plats. Om du då kunde hålla hela saken stabil kan du noggrant separera de två områdena i rymdtiden så att de fortfarande är samma plats, men åtskilda med vilket avstånd du vill.

Klättra ner gravitationsbrunnen på ena sidan av maskhålen och visas sedan direkt på den andra platsen. Miljoner eller miljarder ljusår bort. Medan maskhål är teoretiskt möjliga att skapa, är de praktiskt taget omöjliga utifrån vad vi för närvarande förstår.

Det första stora problemet är att maskhål inte går igenom enligt General Relativity. Så tänk på detta; fysiken som förutsäger dessa saker, förbjuder dem att användas som transportmedel. Det är en ganska allvarlig strejk mot dem.

För det andra, även om maskhål kan skapas, skulle de vara helt instabila och kollapsas direkt efter bildandet. Om du försökte gå in i ena änden, kan du lika gärna gå in i ett svart hål.

För det tredje, även om de är korsbara och kan hållas stabila, det ögonblick vilket material som helst försökte passera - till och med fotoner av ljus - som skulle få dem att kollapsa.

Det finns dock ett glimt av hopp, eftersom fysiker fortfarande inte har kommit fram till hur man ska förena gravitation och kvantmekanik.

Detta innebär att universum själv känner till saker om maskhål som vi ännu inte förstår. Det är möjligt att de skapades naturligt som en del av Big Bang, när hela universumets rymdtid var trasslat in i en singularitet.

Astronomer har faktiskt föreslagit att söka efter maskhål i rymden genom att leta efter hur deras tyngdkraft snedvrider ljuset från stjärnorna bakom dem. Ingen har dykt upp ännu.

En möjlighet är att maskhål verkar naturligt som de virtuella partiklarna som vi vet finns. Förutom att dessa skulle vara obegripligt små i Planck-skalan. Du kommer att behöva ett mindre rymdskepp.

En av de mest fascinerande konsekvenserna av maskhål är att de kan låta dig faktiskt resa i tid.

Så här fungerar det. Skapa först ett maskhål i labbet. Ta sedan den ena änden av maskhålen, lägg den på ett rymdskepp och flyga bort med en betydande procent av ljusets hastighet, så att tidsutvidgningen träder i kraft.

För människorna i rymdskeppet kommer bara några år att ha inträffat, medan det kunde ha varit hundratals eller till och med tusentals för folk tillbaka på jorden. Förutsatt att du kan hålla maskhålet stabilt, öppet och genomkörbart, och sedan resa genom det skulle vara intressant.

Om du gick i en riktning, flyttade du inte bara avståndet mellan maskhålen, utan du kommer också att transporteras till den tid som maskhålet upplever. Gå en riktning så går du framåt i tiden, gå åt andra hållet: bakåt i tiden.

Vissa fysiker, som Leonard Susskind, tror att detta inte skulle fungera eftersom det skulle bryta mot två av de mest grundläggande principerna för fysik: lokal energibesparing och energitid-osäkerhetsprincipen.

Tyvärr verkar det verkligen som att maskhål måste behöva stanna kvar inom science fiction under överskådlig framtid, och kanske för evigt. Även om det är möjligt att skapa maskhål, så har du hålla dem stabila och öppna, och sedan måste du ta reda på hur du tillåter materia i dem utan att kollapsa. Ändå, om vi kunde räkna ut det, skulle det göra rymdresor väldigt bekväm.

Om du kunde sätta upp två ändar av ett maskhål till var som helst i universum, var skulle de vara? Berätta för oss dina idéer i kommentarerna nedan.