يعد الثقب الدودي اللطيف من الموضوعات الشيقة في الخيال العلمي، وغالبًا ما يتم تصويره على شكل مسارات أنفاق خلف دوامات الضوء.
في الواقع، لا أحد لديه فكرة مكتملة عما يبدو عليه في الواقع- ولكن الآن، لدينا احتمال جديد محير.
فقد توصل فيزيائي روسي إلى طريقة لتقدير الخصائص الفيزيائية لمثل هذا الكيان الافتراضي، ما أعادنا إلى ما نعرفه عن الضوء وموجات الجاذبية.
إن الظواهر من نوعية الثقوب السوداء وأشباهها النظرية ذات الوجهين مثل الثقوب الدودية، هي أماكن محبطة تمامًا لمعرفتنا الفيزيائية.
أفضل ما يمكن أن نفعله هو قياس تأثيرها بشكل غير مباشر على الأشياء التي يمكننا رصدها.
بدأ رومان كونوبليا Roman Konoplya من جامعة الصداقة الروسية (جامعة رودن) باستخدام الهندسة (التموجية-rippling) للزمكان للتوصل إلى طريقة أفضل لوصف هذه البنائيات التي لا يمكن تصورها -هذا بالطبع لا يجعلها أسهل في التصور بالنسبة لنا.
كتب كونوبليا: «سنرى كيفية إعادة توظيف شكل الثقب الدودي من نوعية (لورينز-Lorenz) وهو الثقب الدائري المتماثل والذي يمكن العبور من خلاله في حال اقتربنا من حَلْقه إذا عرفنا الترددات العالية للأنماط شبه المعتادة لهذا الثقب» .
التفاصيل المحددة لتحليلات هذا الفيزيائي ليست للهواة.
ولكن هنا اختصار بسيط لما يعنيه هذا.
وفقا للنسبية العامة لأينشتاين ومعادلات ماكسويل حول الإشعاع الكهرومغناطيسي- والتي حددت لنا سرعة الضوء وفق ماكسويل- الزمان والمكان يتصرفان كما لو كان لديهما طبيعة فيزيائية واحدة.
كل هذا جيد ورائع إلى أن تتبع توقعات النسبية العامة إلى نهايتها الطبيعية، حيث يمكن أن يصل «الزمكان» إلى نقطة من الكثافة اللانهائية- الثقوب السوداء .
في عام 1916، استخدم الفيزيائي النمساوي لودفيج فلام Ludwig Flamm نفس الرياضيات لإظهار كيف يمكن أن يتشوه المكان أيضًا لمنع تدفق المعلومات، ما يؤدي إلى «ثقب أبيض».
بعد عشرين عامًا، عندما عمل أينشتاين مع زميل فيزيائي اسمه ناثان روزن Nathan Rosen أظهرا أنه يمكن ربط الظاهرتين النظريتين من الناحية الفنية.
جمعا الظاهرتين معًا وتوصلا إلى أنه: «يمكن أن تخرج معلومات الثقب الأسود من مكان آخر في الزمكان من خلال ثقب أبيض».
الثقوب الدودية:
الاحتمال الأكبر لهذه الروابط أنها ستكون ثقوب سوداء صغيرة تظهر إلى الوجود ثم تختفي.
إن الإبقاء على ثقب دودي صغير مفتوح لفترة كافية لكي يسمح لأي شيء بالمرور عبره يتطلب قدرًا كبيرًا من التجاذبات في الفضاء، وفي الوقت الحالي لا شيء نعرفه يمكنه أن يؤدي هذه المهمة العظيمة.
أكثر من ذلك، ما زلنا لا نعرف كيف يتصرف الزمكان بعد نقطة معينة.
وهذا يعني أننا لا نعرف كيف تتغير أشياء مثل الكتلة أو المسافة وهي تتحرك نحو قلب الثقب الأسود، أو – في هذه الحالة – أسفل حلق ثقب دودي.
يعتقد كونوبليا أن المفتاح لفهم عنق الزجاجة الذي يربط بين الثقوب السوداء والبيضاء يكمن في الطريقة التي تنتشر بها الطاقة عبر الفضاء على صورة أمواج.
مع حالات الرصد الأخير لموجات الجاذبية التي تتردد عبر الكون بعد تصادمات الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، تأكد الفيزيائيون من الطريقة التي تُحْمَل بها الطاقة عبر تشوهات الزمكان .
وُصِفَ تلاشي تموجات الطاقة في الفيزياء بأنها (أنماط شبه طبيعية – quasinormal modes).
بدءًا من فئة محددة من الافتراضات حول تناظر الثقوب الدودية.
أوضح كونوبليا أنه يمكننا معرفة القليل عن الثقوب الدودية عندما نصنع هذه الأنماط شبه الطبيعية عالية التردد بحيث تحدث رنينًا عند حلق الثقب الدودي.
بمعرفة ذلك، استخدم كونوبليا ميكانيكا الكم في تحديد كيف يمكن أن تمتد موجات الضوء في تشوهات المجالات الكهرومغناطيسية المحيطة بالثقب الأسود عند عتبة بابها للحصول على فكرة ما قد يبدو عليه ثقب دودي.
المفهوم ليس مثاليًا، لأسباب ليس أقلها أنها تعتمد على مجموعة من الافتراضات؛ ولكن أيضًا لأن أي إجابة قد نتوصل إليها لا يمكن اعتبارها إجابة.
يعترف كونوبليا: «بالمعنى العام، تؤدي المقاربة الميكانيكية الكوانتية إلى العديد من الحلول لهندسة الثقب دودي».
لكن هذا يبدو أرضيةً صلبةً للبدء، ويمكن التوسع فيه بمجرد أخذ الحقول الكمية الأخرى بعين الاعتبار، ما قد يمنحنا طريقةً ممكنةً أخرى لاكتشافها.
مع الأبحاث التي تحيط بموجات الجاذبية، من الممكن أن يكون الثقب الدودي- الذي يبدو بعيد المنال الآن- في يوم من الأيام مثل الثقوب السوداء حقيقةً واقعةً.
في الوقت الحاضر، يمكننا الحفاظ على الأنفاق الضوئية الجميلة.
نُشر هذا البحث في دورية Physics Letters B.
- ترجمة: مصطفى العدوي.
- تدقيق: أحلام مرشد.
- تحرير: عيسى هزيم.
- المصدر
