Vermotruo

En fiziko, vermotruo estas hipoteza topologia objekto, kiu aperus kiel "ŝparvojo" inter du punktoj de la spacotempo. Oni povus vidigi ĝin (en 2D spacio) kiel du funeloj, kunigitaj ĉe ilia mallarĝaj tuboj, kies « buŝoj » kuniĝus kun du surfacoj (2-dimensiaj spacoj). Fakte, vermotruo ligas du spacojn (aŭ du lokojn de spaco) tra ia kvara dimensio. Eblas, ke materio (aŭ aĵoj) povus trairi vermotruon; kaj foregen vojaĝi tra universo, tra tempo kaj eĉ al aliaj universoj.

Figuro de vermotruo de Schwarzschild.

La terminon eltrovis la usona teori-fizikisto John Archibald Wheeler en 1957, sed la ideon jam formulis la germana matematikisto Hermann Weyl,rilate al sia analizo de la maso, kiel energio de elektromagneta kampo.

La ideo pri vermotruo iĝis grava elemento en scienc-fikcio, ebligante vojaĝo pli rapida ol lumo, tempvojaĝo kaj vojaĝo al aliaj universoj.

Difino

Fundamente vermotruo estas nesimple koneksa spaco en kompakta spaco. Vermotruo povus ankaŭ ligi du universojn, en tiu kazo ne plu eblas paroli pri kompakta spaco: la tutaĵo de du universoj estus simple koneksa spaco.

Diversaj tipoj da vermotruoj

Ĝis nun, la vermotruoj estas nur matematika objektoj, nenia observo indikas ke ili ekzistus nek subatome, nek kosme. Tamen oni povas matematike esplori la proprajojn de iuj de ili

Vermotruo de Schwarzschild

Figuro de Penrose por la metriko de Kerr: objekto vojaĝanta sur mondolinio B povas eliĝi el la spinanta nigra truo.

Ankaŭ nomata ponto de Einstein-Rosen, ĝi estas solvo de la kampa ekvacioj de Einstein, kiun eltrovis Albert Einstein kaj Nathan Rosen en 1935 kombinante la ekvaciojn de nigra truo kaj tiuj de blanka truo. Sed ili montris, ke la « diametro » de la tunelo, kiu ligas la nigran kaj blankan truojn estas nula, do nek materio nek lumo povas trairi ĝin.

Vermotruo de Kerr-Newman

Ĝin naskas nigra truo de Kerr-Newman, tie estas ŝarĝita kaj turniĝanta nigra truo. Tiaj truoj nepre estas plej oftaj, ĉar ĉiuj kosmaj objektoj turniĝas. Ene de ili la spaco obeas la la metrikojn de Kerr kaj Kerr-Newman. La turno de la nigra truo ‘’trenas’’ la spacon.

Laŭ Roger Penrose, objekto sekvanta difinan orbiton povas trairi la nigran truon kaj eniriĝi la hipotezan vermotruon. (vidu la apudan figuron). Tia vermotruo estas trairebla laŭ nur unu direkto.

Vermotruo de Morris-Thorne kun « malmaso »

Sed tiuj-ĉi vermotruoj estas nestabilaj. fakte ili tuje malaperas.

Kip Thorne kaj sia lernanto Mike Morris, en 1988 proposis, ke oni povus teni malfermata vermotruon, ĉirkaŭante ĝin per ŝelo da ekzota materio, kies maso estus negativa. kompreneble, neniu nuntempe scias, ĉu tia materio povas ekzisti.

Metriko

La teorioj de la vermotrua metriko priskribas la spactempan geometrion de vermotruo, kaj indikas la eblecon uzi ilin kiel spacetempa ŝparvojo. Ekzemple, metrika tensoro de trairebla vermotruo estas la jena :

$ds^{2}=-c^{2}dt^{2}+dl^{2}+(k^{2}+l^{2})(d\theta ^{2}+\sin ^{2}\theta \,d\phi ^{2}).$

La metrika tensoro de ne-trairebla vermotruo estas la solvo de Schwarzschild:

$ds^{2}=-c^{2}\left(1-{\frac {2GM}{rc^{2}}}\right)dt^{2}+{\frac {dr^{2}}{1-{\frac {2GM}{rc^{2}}}}}+r^{2}(d\theta ^{2}+\sin ^{2}\theta \,d\phi ^{2}).$

Vermotruo en sciencfikcio

La sciencfikciaj verkistoj tre ŝatas la vermotruojn, ĉar ili permesus vojaĝojn pli rapidaj ol lumo, tion, kion ŝajnis malpermesi la einsteina relativeco.

Spacvojaĝo

• En la fino de la filmo 2001: A Space Odyssey (laŭ novelo de Arthur C. Clarke), la spacŝipeto de John Bowman falas en truon, kiu neklarigeble malfermiĝis en spaco. Tiam (1968) la termino vermotruojn ne ankoraŭ publike konatiĝis.

• Arthur C. Clarke kaj Stephen Baxter kun-verkis The Light of Other Days (la lumo de aliaj tagoj); la scienco sukcesas kapti la lumon tra subatomaj vermotruoj (estigintaj de subatomaj nigraj truoj); tiu, kiu permesas laŭvole vidi ĉion-ajn, ĉie-ajn, ĉiam-ajn.