کرم.چاله

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: کِرمچاله در فیزیک یک پل میانبر فرضی در فضا و زمان است.
کرمچاله.ها ساختارهای فضازمانی پل مانندی هستند که دو گسترهٔ جدا از یک فضازمان یا دو فضازمان جدا از هم را به یکدیگر پیوند می.دهند. کرمچاله.ها مسافت و زمان بایسته برای رسیدن از یک نقطه به نقطهٔ دیگر را کوتاه می.کنند.

تاریخچه

ساختن واژه «کرم.چاله»[۱] و «سیاه.چاله فضایی»[۲] به جان ویلر نسبت داده شده است. با اینحال در دهه ۱۳۱۰ اینشتین و روزن با به.کاربردن غوطه.وری متریک شوارتزشیلد در فضای استوانه.ای، معادله غوطه.وری یک کرمچاله گذرناپذیر و ناایستا که «پل اینشتین - روزن» نامیده می.شود را به.دست آوردند [۳]. یک سال پس از دادن نظریه نسبیت عام به.وسیله آلبرت اینشتین، سال ۱۹۱۶ فلام دریافت که از بررسی شوارتزشیلد معادلات اینشتین می.توان پاسخ کرمچاله.ای به.دست آورد. این گونه کرمچاله ،«کرمچاله شوارتزشیلد» نامیده شده است.
یکی از جنبه.های جالب کرمچاله.ها، به.کاربردن آن.ها برای انجام سفر در فضازمان است. می.دانیم که فاصله زمین تا نزدیک.ترین ستاره به جز خورشید، نزدیک به ۴٫۲۸ سال نوری می.باشد. پس نور با سرعت تقریباً ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه بیش از ۴ سال طول می.کشد تا به این ستاره برسد. اکنون ما با فناوری امروزه بیش از یک میلیون و سیصد هزار سال زمان نیاز داریم تا به این ستاره برویم که برای آدمی نشدنی است. این.گونه برمی.آید که با انگارهٔ بودن کرمچاله، می.توان از یک سو به درون آن رفت و تقریباً بلافاصله پس از خروج از سوی دیگر، در جایی دوردست از جهان سردرآورد. در این چهارچوب می.توان از جهانی دیگر نیز سردرآورد.
پس این نادرست است که مردم سیاهچاله.ها را به عنوان ابزارهایی برای مسافرت.های فضایی می.شناسند. اما باید بدانیم که سیاهچاله.ها دارای افق هستند و هنگامی.که چیزی، گرچه نور، وارد آنها شد، افزون بر نابودی، امکان خروج برایش وجود ندارد.البته باید بدانیم که کرمچاله.ها فقط مدل.هایی ریاضی هستند و آشکارسازی و رصد آنها تاکنون بی.سرانجام بوده.است. همچنین گذر از کرمچاله.ها برای سفر در زمان عملاً کاری نشدنی است زیرا با فروریزی شدیدی که آنها دارند هیج جاندار شناخته.شده.ای نمی.تواند آن را تاب بیاورد و باید بدانیم که باز و بسته شدن آن.ها آن اندازه تند رخ می.دهد که هر ماهیتی در هنگام گذر از آن.ها به دام خواهد افتاد. البته تا رسیدن به یک نگرهٔ درست از گرانش کوانتمی نمی.توان داوری همه سویه.ای انجام داد[۴].
هندسه یک کرمچاله

یک کرمچاله در صورت وجود، خود بخشی از فضازمان چهار بعدی عالم می.باشد. همان.گونه که می.دانید اینشتین در سال ۱۹۰۵ ثابت کرد که جهان تنها از سه بعد فضایی تشکیل نشده و زمان صرفآ یک پارامتر در حال تغییر نیست. بلکه زمان خود نیز به عنوان بعد چهارم عالم به.حساب می.آید. در این فضازمان چهار بعدی، کرمچاله.ها می.توانند سوراخی به جهانی دیگر یا ناحیه.ای دیگر از همین جهان باشند. پس باید در نظر داشته باشیم که این اجسام چهاربعدی هستند و ما تنها برای ساده.سازی آن.ها را به صورت دوبعدی نشان می.دهیم.
به.عنوان مثالی ساده، یک صفحه کاغذ تخت را درنظر بگیرید که از چهار سو تا فواصل بسیار دور گسترده شده باشد. هر دو طرف صفحه که آن.ها را «رو» و «زیر» صفحه می.نامیم، بطور مستقل یک فضای دوبعدی را تشکیل می.دهند که می.توانیم آن را یک جهان دوبعدی بیانگاریم. ساکنان این جهانها خود موجودات دوبعدی هستند. آشکار است که این دو جهان هیچ پیوندی با هم ندارند و ساکنان آن.ها از وجود همدیگر بی خبرند .اکنون بیانگارید یک سوراخ دایره.ای در این صفحه ایجاد شود. به این ترتیب دو جهان بطور پیوسته با هم ارتباط دارند. ما این حفره تونل مانند را یک کرمچاله می.نامیم.
اکنون بیایید به.جای یک سوراخ، دو سوراخ در صفحه ایجاد کنیم. سپس لبه.های این دو سوراخ را بکشیم تا به صورت دو لوله درآید و با ادامه دادن این کار دو لوله را به.هم وصل کنیم. این نیز یک کرمچاله.است. با این نایکسانی که بر خلاف حالت پیشین دو گستره از یک جهان را به هم وصل می.کند. در حالتی که فضای ما خمیده باشد مسافرت از طریق این کرمچاله بسیار تندتر شدنی است. چون مسافت کوتاهتر است.
اگر در هر یک از دو ورق تخت همراستا نیز یک سوراخ ایجاد کنیم، با کشیدن لبه.های سوراخ و رساندن دو لولهٔ ایجادشده به هم می.توانیم یک کرمچاله ایجاد کنیم که صفحه بالایی یکی از ورق.ها را به صفحه پایینی ورق دیگر وصل کند.
کرمچاله.های شوارتزشیلد

متریک.ها

نگره.های متریک.های کرمچاله، اندازش اسپاشزمان یک کرمچاله را بازگو می.کنند و به.برنام مدل.هایی برای نورد زمانی به.کار گرفته می.شوند. نمونه.ای از یک متریک کرمچاله (گذرپذیر) در پی می.آید: