در مطالب گذشته وبلاگ فرادرس سیاهچاله‌های فضایی و هم‌چنین ستاره‌های نوترونی را توضیح دادیم. ویژگی تمامی این اشیاء، میدان گرانشی قوی آن‌ها است. اما این اجرام سنگین فضای جالبی تحت عنوان کرم چاله فضایی را ایجاد می‌کنند. از این رو در این مطلب قصد داریم تا این ناحیه از فضا را معرفی کرده و ویژگی‌های آن را نیز شرح دهیم.

سیاه چاله

دقیقا همانند سیاه‌چاله‌ها، کرمچاله‌ها نیز شکلی از فضا-زمان هستند که با حل معادلات نسبیت عام در حالتی خاص بوجود می‌آیند. واژه کرم چاله برای اولین بار در سال ۱۹۵۷ توسط فیزیکدان آمریکایی «جان ویلر» (John Wheeler) تعریف شد. در حقیقت می‌توان گفت که یک کرم چاله هیچوقت به‌طور مستقیم مشاهده نشده و تنها مفهومی است که معادلات نسبیت آن‌ها را پیش‌بینی می‌کند. اما ممکن است هم‌چون سیاهچاله که در ابتدا توسط نسبیت پیش‌بینی شده و سپس کشف شد، کرم چاله نیز روزی کشف شده و تصاویری نیز از آن منتشر شود.

اولین تصویر واقعی منتشر شده از یک سیاه چاله

سفید چاله

در سال ۱۹۱۶ و در اوایلی که انیشتین نظریه نسبیت را منتشر کرد، فیزیکدانی استرالیایی به نام «لودویک فلام» (Ludwig Flamm)، راه حل شوارتزشیلد را برای بررسی نوع خاصی از سیاهچاله‌ها بررسی می‌کرد. این سیاهچاله‌ها تحت عنوان سیاهچاله شوارتزشیلد شناخته می‌شوند. فلام هنگام بررسی این راه‌حل، متوجه شد که پاسخی متفاوت را می‌توان برای این میدان در نظر گرفت که توصیف‌کننده پدیده‌ای جدید است. این پدیده بعدها سفیدچاله نامگذاری شد.

سفید‌چاله توصیف‌کننده بستری است که عکس سیاهچاله، هر ماده‌ای که به سمت آن می‌آ‌ید را دفع می‌کند. این فضا همچنین از نظر زمانی نیز عکس سیاهچاله است. افرادی معتقدند که در سمت دیگر یک سیاهچاله، سفیدچاله قرار دارد. در حقیقت این افراد فکر می‌کنند که مواد بلعیده شده توسط یک سیاهچاله در سمت دیگر آن و در سفیدچاله به سمت بیرون پرتاب می‌شود. بسیاری از تفکرات ما در مورد مفهوم مهبانگ (یا همان بیگ‌بنگ) نیز ناشی از همین مفهومِ سفید‌چاله است.

تصویر فرضی از یک سفیدچاله

کرم چاله

فلام نتیجه گرفت که دو راه‌حل متفاوت، دو ناحیه متفاوت از فضا-زمان را توصیف می‌کنند که با فرضی ریاضیاتی می‌توان گفت این دو فضا از طریق مجرایی فضا-زمانی به هم متصل شده‌اند. در حقیقت او نتیجه گرفت در دو ناحیه متفاوت از فضا-زمان توسط یک ورودی و یک خروجی، از طریق یک مجرا به هم متصل شده‌اند. انیشتین به‌ همراه «نیتان روزن» (Nathan Rosen) در سال ۱۹۳۵ به بررسی این پُل پرداختند. از این رو مفهوم مذکور تحت عنوان پل انیشتین-روزن شناخته می‌شود. البته در مواردی این مفهوم را با عنوانین کرم چاله شوارتزشیلدی یا کرم چاله لورنتزی نیز معرفی می‌کنند.

به‌منظور درک بهتر مفهوم کرم چاله، صفحه‌ای کاغذی را در نظر بگیرید که دو نقطه از آن علامتگذاری شده باشند. هریک از این نقاط، دو محل متفاوت از فضا-زمان را نشان می‌دهند. در ابتدا به‌ نظر می‌رسد کوتاه‌ترین مسیر به‌ منظور اتصال دو نقطه از این کاغذ، مسیر طی شده روی کاغذ باشد. اما با تا کردن کاغذ و سوراخ کردن آن توسط یک میله می‌توان دید که مسیری کوتاه‌تر نیز وجود دارد که الزما روی کاغذ قرار ندارد.

whormehole

در شکل فوق دو مسیر ممکن به‌منظور طی کردن مسیر بین دو نقطه نشان داده شده‌اند. حال فرض کنید این صفحه همان صفحه فضا-زمان باشد. از این رو ممکن است یکی از این نقاط روی زمین و نقطه دوم در کهکشان دیگری قرار داشته باشد. در نتیجه شما می‌توانید با وارد شدن به دروازه روی زمین، فضا-زمان را میانبر زده و به کهکشان دیگری سفر کنید. در شکل زیر تصویری خیالی از یک کرم‌چاله فضایی نشان داده شده است. آنچه که در مورد کرم‌چاله‌ها بین فیزیکدانان پذیرفته شده، این است که در صورت موجود بودن، این بستر‌ها به شدت ناپایدار هستند. در حقیقت کوچکترین ذراتی همچون فوتون نیز در صورت عبور، می‌توانند کرمچاله را به شدت ناپایدار کنند.

Wormhole

به‌منظور جلوگیری از پیچیدگی و بسته ماندن مسئله کرم‌چاله، روش‌هایی همچون استفاده از ریسمان‌های کیهانی یا استفاده از مفهوم ماده منفی ارائه شده‌اند. جالب است بدانید که به دلیل اتصال نقاط مختلف از فضا-زمان به یکدیگر، کرم‌چاله یکی از گزینه‌های ممکن به منظور انجام سفر‌های طولانی فضایی و زمانی محسوب می‌شود. برخلاف سفر به آینده که از نظر تئوری امکان‌پذیر است، سفر به گذشته، دارای پارادوکس‌هایی ذاتی است و با توجه به آن بسیاری معتقدند که چنین سفری امکان‌پذیر نیست.

در صورت علاقه‌مندی به مباحث مرتبط در زمینه فیزیک آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

مجید عوض زاده (+)

«مجید عوض‌زاده»، فارغ‌ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک از دانشگاه تهران است. فیزیک، ریاضیات و مهندسی مکانیک از جمله مباحث مورد علاقه او هستند که در رابطه با آن‌ها تولید محتوا می‌کند.

بر اساس رای 163 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

یک نظر ثبت شده در “کرم چاله — به زبان ساده

  • سلام با تشکر از مقاله ی خوب شما ، من درحال تحقیق در مورد کرم چاله هستم و به منابع بیشتری نیازمندم آیا شما میتوانید منابع بیشتری به من معرفی کنید؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *