Vita hål och maskhål

Ett vitt hål är det svarta hålets totala motsats. Det är vad som skulle finnas i andra änden av en Einstein-Rosen bro, och slungar ut den materia och ljus som fallit in i det svarta hålet i vårt universum. Något vitt hål har dock aldrig skådats, och många forskare tror att det hade förstörts ganska snabbt. Materian som det hade slungat ut hade dragits ihop av gravitationen igen, och format ett svart hål, som hade slukat det vita hålet.  

Einstein-Rosen bron öppnar ofantliga möjligheter till resor mellan avlägset belägna platser i framtiden. Problemet med dem är att de bara håller i en kort stund; efter en störning, t.ex. om man reser genom den, kan den stängas av permanent. För att kunna använda svarta hål för att resa med, måste man på något sätt få dem att bli stabila.

Den amerikanska fysikern Kip Thorne var den som först kom på idén att svarta hål skulle kunna användas för resor. För att få tunneln att bli stabil föreslog Thorne att man skulle förstärkta väggarna i den med något material som strålar ut antigravitation, som tvingar ut allt annat från det. Thorne tror att man en dag kommer att kunna bygga en sådan bro, som kommit att kallas maskhål. Ett maskhål skulle i så fall inte ha någon händelsehorisont, och man skulle kunna passera från båda hållen genom det. Genom maskhålet skulle man kunna se den andra sidan, men eftersom ljuset böjs genom det, skulle det se ut som om man såg det genom en lins. Om man skulle vilja skapa ett maskhål, skulle man vara tvungen att skapa ett hål i rymden, sedan böja rymden så att destinationen låg precis vid slutet av det första hålet. Till sist skulle man behöva skapa ett nytt hål i andra änden, och sedan limma ihop de två hålen.

Att använda maskhål för tidsresor

Enligt Einsteins relativitetsteori går tiden långsammare om man färdas i en hastighet nära ljusets. Om den ena av två tvillingar beger sig på en lång resa i ett rymdskepp, medan den andra stannar kvar på jorden, kommer tiden ombord på rymdskeppet att gå långsammare än tiden på jorden. När rymdskeppet återvänder till jorden, har den ena tvillingen blivit gammal, medan den andra knappt har åldrats. Denna effekt av relativitetsteorin brukar kallas tvillingparadoxen. Föreställ dig att man skapar ett maskhål, och sedan skickar iväg den ena änden av det på samma sätt som med tvillingarna. Tiden i de olika ändarna skulle gå olika fort, och när rymdskeppet landade på jorden igen skulle det vara en tidsskillnad mellan dem. Om man gick in i den ena änden, skulle man komma ut i en annan tid på den andra sidan. Man har alltså skapat sig en tidsmaskin.

Farfar var nyss på besök och som vanligt så får jag hans Illustrerade vetenskap, och denna gång fick jag 4 nummer. Och nu i nummer 12 så tar de upp en av vetenskapens största paradox: Tiden. Och ett exempel som jag fastnade för var denna. Vad tror ni? Ska sägas att i teorin så finnes goda förutsättningar för tidsresor. Jag blir tokig på att det inte skulle finnas fri vilja.
 

Maskhål?
Finns maskhål? Och hur fungerar de i så fall?

Maskhål är teoretiska gen­vägar i rumtiden vilka binder samman punkter som annars befinner sig mycket långt ifrån varandra.

Teoretiskt sett är maskhål fullt möjliga och ett oundvikligt resultat av ekvationerna i Einsteins allmänna relativitetsteori. Maskhål har emellertid inte kunnat observeras i verkligheten och det går därför inte att säga om de faktiskt existerar annat än på papperet.

Maskhål kan enkelt uttryckt beskrivas som tunnlar­ i rumtiden från en punkt i universum till en annan eller till och med från ett universum till ett annat. Om de finns på riktigt skulle de genom att binda samman två avlägsna punkter i tid och rum på detta vis kunna göra det möjligt att förkorta resvägen mellan de två punkterna avsevärt.

Den form av maskhål som först förutspåddes av den allmänna relativitetsteorin, så kallade Einstein-Rosen-­bryggor, är emellertid mycket instabila. Enligt teorin­ skulle de kollapsa så fort de uppstod och inte ens ljus skulle hinna ta sig från den ena änden till den andra innan de försvann igen. För att ett maskhål ska kunna hålla sig öppet tillräckligt länge för att det ska vara möjligt att färdas genom det krävs därför så kallad exotisk materia, med negativ massa och energi.

Maskhål i rymden

Maskhål förekommer i åtskilliga science-fictionserier idag. Den krökta rumtiden och möjligheten att utnyttja maskhål för att förkorta resor i rymden är en högst teoretisk konsekvens av Einsteins allmänna relativitetsteori.

Men eftersom mänskligheten ännu inte har kommit till läget där det skulle vara möjligt att praktiskt bevisa eller motbevisa resonemanget, kan det tillsvidare få fungera vid science-fictionvärldens rymdresor. Och hur var det tänkt, då?

Bilden visar en rumtidkrökning av rymden med jorden överst och en närliggande stjärna underst. Istället för resan genom rymden i den gula pilens riktning, tar man genvägen genom maskhålet i de röda pilarnas riktning. Resan förkortas högst avsevärt.

-----------------------------------------

Vad är ett vitt hål?

Medan ett svart hål suger upp materia, så sänder ett vitt hål ut materia.


De vita hålen är en rent matematisk lösning på ekvationer i Einsteins allmänna relativitetsteori. Det betyder att vi inte vet om det finns vita hål i verkligheten.

Rent matematiskt kan ett vitt hål uppfattas som ett svart hål, där tiden går baklänges. Det hänger ihop med att de fysikaliska lagarna i relativitetsteorin är desamma oavsett om tiden går fram- eller baklänges, men i den verkliga världen är det inte bara en naturkraft, till exempel tyngdkraften, som reagerar.

En enkel vardagserfarenhet visar att vi inte kan vända tidens gång: tappar vi ett ägg på golvet, så går det sönder – vi har gått från ordning till oordning. I den verkliga världen förlöper processer alltid på ett sådant sätt att den samlade mängden oordning växer. Därför ser vi aldrig den motsatta processen, där ett krossat ägg blir helt – motsvarande att tiden går baklänges.

Einsteins ekvationer kan ha flera lösningar. De lösningar vi är intresserade av motsvarar en fysisk verklighet som vi kan observera. Ekvationerna är komplicerade, och därför gör fysikerna några antaganden så att de blir enklare att arbeta med.

Det kan innebära risken att vi då finner en matematisk lösning som inte motsvarar den fysiska verkligheten. Den lösning på ekvationer i Einsteins relativitetsteori som beskriver ett vitt hål är högst sannolikt av denna typ. De vita hålen har hittats genom att man sett på teorin för ett tomt universum, där ekvationerna är lättare att ha med att göra, men alls inte är realistiska.
------------------------------------------

Det blir lättare att föreställa sig ett maskhål om man idealiserar vårt universum till en tvådimensionell pappersremsa. I stället för att ta den långa vägen över papperet kan man då använda ett maskhål genom en tredje dimension (hyperrymden) för att snabbt ta sig fram till exempelvis Alpha Centauri.

Finns det några andra sätt?

1949 tyckesman vara mycket nära ett svar. Den berömde matematikern Kurt Gödel lyckades då att med utgång i Einsteins relativitetsekvationer klura ut en matematisk lösning, som tillät resor i tiden. Det var en mycket trevlig teori, men det fanns en hake. För att lösningen skulle gälla måste vårt universum rotera samt varken expandera eller falla ihop. Senare experiment visade tyvärr att så är inte fallet. Vårt universum roterar inte (eller gör det extremt långsamt) och dessutom expanderar.

Ett annat sätt att resa i tiden har visat sig kunna bli möjlig med hjälp av maskhål. Maskhål är ett slags genvägar, som förbinder olika delar av universum eller till och med olika tidsepoker. Dessa "hål i rymden" upptäcktes redan 1916 i form av en matematisk lösning till en av Einsteins ekvationer. De verkar dock vara extremt instabila och tenderar att försvinna mycket snabbare än något hinner ta sig igenom.

På senare tid har man börjat spekulera om att det inuti svarta hål kan finnas maskhål, som eventuellt leder till avlägsna platser och tidpunkter i olika universum. Vi vet dock från våra fysiklektioner att allting, som faller i ett svart hål, vare sig det är en astronaut eller en radiosändare, blir av den enorma gravitationskraften mosat till en hop av elementarpartiklar. Detta låter visserligen inte särskilt spännande, men nya beräkningar pekar på att man kanske kan överleva en sådan resa om man råkar falla i ett riktigt gammalt, roterande svart hål.

Vi får naturligtvis inte glömma att det hela är mycket hypotetiskt. Ingen har någonsin sett ett maskhål eller fallit i ett gammalt, roterande svart hål. Det finns inget som säger att maskhål verkligen finns, vi vet bara att de kan finnas. Det enda vi har är några matematiska formler, som tycks tillåta sådana fenomen - en mycket osäker mark med andra ord.

Vitt hål?

När forskarna inte vet nåt så gissar dom (ungefär som er rymdfilosof dvs. jag gör). För att få en matematisk formel att gå ihop så ”skapade” dom något som heter ”vitt hål” och skall vara motsvarighet av ett svart hål. Enligt dessa gissningar så ligger svart hål i ena änden av ett maskhål som mynnar ut i ett vitt hål.

Jag tycker att det är trams. Det ligger helt enkelt ingen logik i det.
Dessutom så tycker jag att det är helt åt skogen att försöka förklara något man inte vet med något som är helt ologiskt.

Einsteins relativitetsteori - maskhål (pdf)

-------------------------------------------------

Naturens tidsmaskiner

Drömmen om att resa genom tiden kan kanske gå i uppfyllelse. Om relativitetsteorin håller finns det kanaler som förbinder nutid, dåtid och framtid. Hittills har man ansett att genvägarna är för små och flyktiga för att kunna fungera som tidsmaskiner. Nu har en fysiker emellertid bevisat att de så kallade maskhålen kan hålla sig vidöppna.

-----------------------------

Jag tycker att svarta hål är väldigt konstiga! jag menar, en punkt utan dimensioner med jättestark gravitation.

Som jag sa igår, så finns det otroligt mycket information i det senaste Illustrerad vetenskap numret.

Vi börjar med två punkter, sen fortsätter vi imorgon och på torsdag ska vi alla vara svarta hål experter, som Stephen Hawking.

Svart hål- ett hål i själva rumtiden.

Man ska tänka sig att rymden, eller rummet, som en yta. Det svarta hålet deformerar rumtiden, som dras ut i en oändligt djup brunn. Objekt som sugs ned i denna tygndbrunn dras ut på ett motsvarnde sätt.

Då stöter vi på det första problemet, någon som jag har väldigt svårt för att begripa. Hur kan det finnas hål i ingenting? Betyder det då att rymden har "väggar", något som avgränsar universum. Vad finns då bakom universum? Einstein, din smarta rackare!

Och sen att rumtiden dras med runt.

Rumtid är en sammanslagning av rummet och tiden till en enhet, där tiden bildar en extra fjärde dimension ihop med rummets tre vanliga dimensioner längd, bredd och höjd. En punkt i den fyrdimensionella rumtiden kallas en händelse.

Det finns alltså fler än tre dimensioner. Jag har läst att det t.om. finns 5 stycken! Jättesvårt att begripa. Singulariteten är då punkten, där gravitationen är som starkast.
Några begrepp;

Egosfär: Om ett svart hål roterar kommer rumtiden närmast utanför händelsehorisonten att släpas med i rotationen, ett objekt som passerar tätt inpå händelsehorisonten ökar alltså sin hastighet på bekostnad av det svarta hålets rotationshastighet. Området närmast utanför händelsehorisonten som dras med i rotationen kallas ergosfär.

Händelsehorisont: Händelsehorisonten kallas den gräns innanför inget, inte ens ljus, kan komma ut

Singularitet: Detta är en punk, s.k. "matematisk punkt". Det är en punkt utan storlek helt enkelt!

Denna punkt är alltså inte 1 mm stor, inte 1/1000 mm, den är verkligen 0 mm. Ett svart är alltså kanske tio gånger så tungt som vår sol och samtidigt så litet att det inte tar upp någon plats alls. Tyvärr kan vi aldrig se denna singularitet, den är ju dold bakom händelsehorisonten som inte släpper ut något som kan ge oss någon information. Vist är det lite märkligt?

Kan man göra tidsresor genom ett svart hål?

Ni vet hur mycket jag älskar Illustrerad vetenskap. I det senaste numret kan man läsa om svarta hål. och jag har lärt mig något nytt. Vita hål, som jag aldrig har hört talas om tidigare. Jag disskuterade det här med maskhål och svarta hål med er för ett par veckor sedan. Illustrerad v. har en bra bild om detta.

Alıntı: http://fy.chalmers.se/tp/F1projekt/2000/SF/maskhal.html     

Hiçbir yazı / resim  izinsiz olarak kullanılamaz!!  Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları © Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla  siteden alıntı yapılabilir.