كل ما تحتاجه هو زوج من الثقوب السوداء وبعض الأوتار الكونية. ليست بالمعضلة. الجميع يريد ثقبًا دوديًا. فمن يريد أن يكابد متاعب السفر الطويل والبطيء عبر الكون، مستغرقًا عشرات الآلاف من السنين ليصل إلى نجم آخر؟ لن تفعل ذلك إن كان بمقدورك زيارة أقرب ثقب دودي وأخذ جولة صغيرة لينتهي بك المطاف في زاوية غريبة بعيدة من الكون.
لا يخلو الأمر من عائق فني مع ذلك: فالثقوب الدودية، التي هي انحناءات شديدة في نسيج الزمكان بما يكفي لصنع نفق يختصر المسافات التقليدية، غير مستقرة بشكل كارثي لدرجة أنه عند إرسال فوتون من الضوء داخل الثقب ينهار بسرعة أكبر من سرعة الضوء.
لكن طبقًا لورقة بحثية حديثة، نشرت في التاسع والعشرين من يوليو في موقع preprint arXiv وجدت طريقة لبناء ثقب دودي مستقر تقريبًا، تنهار ببطء ولكنها تسمح بإرسال رسائل- وربما أشياء أيضًا- عبر الثقب قبل أن يمزق نفسه. كل ما تحتاجه هو زوج من الثقوب السوداء وبعض الأوتار الكونية لا متناهية الطول.
يا للسهولة!
مشكلة الثقب الأسود
نظريًا، بناء ثقب دودي عملية مباشرة تقريبًا. وفقًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين، الكتلة والطاقة تشوهان نسيج الزمكان. بعض الإعدادات الخاصة للمادة والطاقة تسمح بتكوين نفق، طريق مختصرة بين جزئين بعيدين في الكون.
هذه الثقوب غير مستقرة بشكل كبير لسوء الحظ، حتى نظريًا. حتى الفوتون المفرد الذي يمر عبر الثقب يمكن أن يطلق متوالية كارثية تمزق الثقب. مع ذلك، يمكن لجرعة صحية من الكتلة السالبة -نعم، ولكن مع وزن معاكس- أن تتصدى للآثار المزعزعة للاستقرار التي تحدثها المادة العادية والتي تحاول المرور عبر الثقب، ما يجعلها ممهدة للعبور.
حسنًا، المادة ذات الكتلة السالبة غير موجودة، لذلك نحن بحاجة إلى خطة جديدة.
لنبدأ بالثقب نفسه. نحن بحاجة إلى مدخل ومخرج. من الممكن من الناحية النظرية توصيل ثقب أسود (منطقة من الفضاء لا يمكن أن يفلت منها أي شيء) بثقب أبيض (منطقة نظرية من الفضاء لا يمكن أن يدخل فيها أي شيء).
عندما ينضمان إلى بعضهما البعض، فإنهما يشكلان شيئًا جديدًا: ثقب دودي. لذلك يمكنك القفز إلى أي من طرفي هذا النفق وبدلًا من الانسحاق في غياهب الثقب، يمكنك الخروج سالمًا من الجانب الآخر.
ولكن الثقوب البيضاء لا وجود لها، أيضًا. هذاالأمر يزداد صعوبة.
اشحنه كهربائيًا!
نظرًا لعدم وجود ثقوب بيضاء، نحتاج إلى خطة جديدة. لحسن الحظ، تكشف الرياضيات عن إجابة محتملة: ثقب أسود مشحون. يمكن أن تحمل الثقوب السوداء شحنة كهربائية (ليس أمرًا شائعًا بسبب الطريقة التي تتشكل بها في الطبيعة).
يُعد الجزء الداخلي من الثقب الأسود المشحون مكانًا غريبًا، إذ يجري تشويه واستطالة المتفردة العادية الشبيهة بالنقطة، ما يسمح لها بتكوين جسر إلى ثقب أسود ذي شحنة عكسية.
هكذا نحصل على ثقب دودي، يستخدم فقط الأشياء التي قد توجد بالفعل.
لكن، هناك مشكلتان مع هذه الثقوب الدودية المارة عبر الثقوب السوداء المشحونة .الأولى، ما يزال الثقب الدودي غير مستقر، وإذا حاول شخص ما استخدامه فعليًا، فإنه ينهار. والأخرى هي أن الثقبين الأسودين المشحونين بشحنات متعاكسة سوف ينجذبان إلى بعضهما البعض -من خلال القوى الجاذبية والكهربية- وإذا ما انهارا معًا، فسنحصل على ثقب أسود واحد كبير مشحون بشحنة متعادلة وغير مجدٍ بالمرة.
ضع قوسًا كونيًا على ذلك
لكي ينجح هذا العمل، نحتاج إلى التأكد من بقاء الثقوب السوداء المشحونة بأمان بعيدًا عن بعضهما البعض، والتأكد من أن الثقب يمكن أن يبقي نفسه مفتوحًا. حل محتمل: الأوتار الكونية.
الأوتار الكونية هي عيوب نظرية، على غرار التشققات التي تتشكل عندما يتجمد الجليد، في نسيج الزمكان. تشكلت هذه البقايا الكونية في اللحظات الأولى من أول كسر من الثانية بعد الانفجار الكبير. إنها شيء غريب حقًا، لا تتعدى البروتون عرضًا، ولكن بوصة واحدة منها تفوق جبل إفرست وزنًا.
لا ترغب أبدًا في مواجهة إحداها بنفسك، نظرًا لأنها ستقطعك إلى نصفين بكل دقة، مثل مصباح ليزري دقيق، لكن لا داعي للقلق كثيرًا لأننا لسنا متأكدين من وجودها، ولم نرَ قط ثقب دودي واحد في الكون.
ومع ذلك، لا يوجد سبب لعدم وجودها، لذلك دعنا نستكمل اللعبة.
هذه الأوتار لديها خصيصة أخرى مفيدة للغاية عندما يتعلق الأمر بالثقوب: الشد الهائل. بعبارة أخرى، لا تحب الأوتار أن تنضغط. إذا ربطت الثقب الدودي بوتر كوني، وسمحت للوتر بالمرور على الحواف الخارجية للثقوب السوداء ومددت الوتر من أي طرف إلى ما لا نهاية، فإن الشد الموجود في الوتر يمنع تجاذب الثقوب السوداء المشحونة لبعضها ويُبقي طرفي الثقب الدودي بعيدين عن بعضهما البعض. في الأساس، تعمل النهايات البعيدة للأوتار الكونية مثل فريقين متنافسين في لعبة شد الحبل، كل منهما يحجز ثقبًا أسود خلفه.
تهدئة الاهتزازات
يحل الوتر الكوني واحدة من المشكلات (إبقاء النهايات مفتوحة)، ولكنها لا تمنع الثقب الدودي نفسه من الانهيار إذا كنت تستخدمه بالفعل. لذلك، دعونا نستعمل وترًا كونيًا آخر، ونخيط الثقب الدودي أيضًا، ولكن أيضًا نمرره عبر الفضاء الطبيعي بين الثقبين الأسودين.
عندما تغلق الأوتار الكونية في حلقة، فإنها تتذبذب – كثيرًا. تعمل هذه الاهتزازات على تحريك نسيج الزمكان المحيط بها، وعند ضبطها بدقة، يمكن أن تتسبب الاهتزازات في أن تصبح طاقة الفضاء في المنطقة المجاورة لها سالبة، وتتصرف على أنها كتلة سالبة خلال الثقب الدودي، ما قد يؤدي إلى استقرارها.
يبدو الأمر معقدًا بعض الشيء، لكن في الورقة الأخيرة، أعطى فريق من علماء الفيزياء النظرية تعليمات مفصلة خطوة بخطوة لبناء مثل هذا الثقب الدودي. إنه ليس حلًا مثاليًا: في النهاية، الاهتزازات المتأصلة في الأوتار الكونية -نفس الاهتزازات التي قد تبقي الثقب مفتوحًا- تجذب الطاقة، وبالتالي الكتلة، بعيدًا عن الوتر، ما يجعلها أصغر وأصغر. في الأساس، بمرور الوقت، تهتز الأوتار الكونية بنفسها حتى تخمد، ليس ببعيد عن الانهيار التام للثقوب الدودية. لكن قد يظل الثقب مفتوحًا بما يكفي للسماح للرسائل أو حتى الكائنات بالسفر عبر النفق بدون موتها، وهو أمر لطيف.
لكننا نحتاج أن نجد أولًا هذه الأوتار الكونية.
اقرأ أيضًا:
لاول مرة: العلماء يعثرون على أختبار عملي لنظرية الأوتار. اكتشاف عظيم يلوح بالأفق
ترجمة: أحمد جمال
تدقيق: عون حداد
مراجعة: رزان حميدة
