Ussiaugud on ulme alustala, pakkudes meie kangelastele kiiret ja lihtsat viisi Universumis koheselt ringi reisimiseks. Ehkki ulme muutis need populaarseks, olid ussiaugud pärit teadusest - niimoodi kosmoseaja moonutamine oli teoreetiliselt võimalik. Kuid Oregoni ülikoolist pärit dr Stephen Hsu sõnul on ussiauku rajada ilmselt võimatu.
Kuulake intervjuud: Ebatõenäolised ussiaugud (4,5 mb)
Või tellige Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Nüüd olen jälginud oma osa Star Treki episoodides. Kui hästi on see mind ette valmistanud ussiaugu tegelikuks teaduslikuks mõistmiseks?
Dr Stephen Hsu: Star Trekis ei kasuta nad tegelikult ussiauke, kuid võib-olla oli parim ravi ussiavade sci-fi osas filmis Kontakt, mis põhineb Carl Sagani raamatul. Ja tegelikult ajalooliselt, kui Sagan romaani kirjutas - Sagan oli astronoomiaprofessor -, võttis ta Caltechis ühendust üldise relatiivsustegevuse eksperdiga - Kip Thorne'i nimelise mehega - ja tahtis veenduda, et kontaktides ussiauke käsitleti tegelikult peaaegu teaduslikult korrektne. Ja see stimuleeris Thorne'i tegema palju ussiaukude uurimist. Meie töö on tegelikult nende asjade pikendus, mida ta tegi.
Fraser: Kui te tahaksite ussiauku ehitada, siis teoreetiliselt, mida teeksite?
Hsu: Teil peab olema väga imelik või eksootiline aine ja sellel peab olema väga negatiivne surve. Selgub, et ussiaugu kurgu või tuubi stabiliseerimiseks on vaja väga kummalist ainet ja meie töö peab olema seotud sellega, kui võimalik, et selline aine osakeste füüsika mudelites oleks.
Fraser: Ütleme nii, et te ehitate kosmose ajal pisar ja täidate selle eksootilise ainega, et see lahti hoida, ja siis võiksite teisaldada ussiauku kaks otsapunkti ümber Universumi ja need ühendaksid nii ruumis kui ka ajas.
Hsu: Kuid mõnes ulmeloos postuleerivad nad, et Suurest Paugust on alles jäänud vaid mõni ussiauk ja me lihtsalt avastaksime selle ja hakkaksime seda kasutama. Kuid konstruktiivne mudel on see, et inimesed või mõni tulnukas tsivilisatsioon ehitavad tegelikult oma, ja sel juhul on ussiauku kaks otsa tõenäoliselt alguses üsna lähedal, kuid siis tõmbate need lahku.
Fraser: kuhu on teie uuringud viinud teid ussiaukude uurimisel?
Hsu: Uurisime põhimõttelisi piiranguid nn mateeria oleku võrrandiks - millised omadused võivad olla näiteks rõhul või energiatihedusel. Leidsime väga tugevaid piiranguid ja selgub, et need kitsendused on ussiaugu rajamise võimalusele väga negatiivsed.
Fraser: Millist mõju avaldavad need ussiaugule?
Hsu: Et saada väga imelikku eksootilist ainet, mida ma juba varem mainisin, väga negatiivse rõhuga, selgub, et võrrandid näitavad, et kui surute rõhku sellele negatiivsele rõhule, on selles asjas alati mõni ebastabiilne režiim, mis tähendab, et kui te oleksite oma aparaadi kokku löömiseks võite leida eksootilise aine - mis stabiliseerib ussiauku -, ja see variseb lihtsalt hunnikuks fotodeks või millekski.
Fraser: Kas asi on selles, et oma aparaati mitte kokku põrutada või on teoreetiliselt võimatu stabiilsesse punkti jõuda?
Hsu: Ma ütleksin, et teoreetiliselt on võimatu ehitada klassikalist ainet, mis on stabiilne ja suudab ussiaugu stabiliseerida. Võite küsida, noh, ma väldin lihtsalt asja segamist, aga kui peaksite saatma inimese läbi ussiauku, annaks see ise muhke ja põhjustaks suure tõenäosusega kogu asja lagunemise.
Fraser: Ütleme nii, et te ei tahtnud inimesi saata, vaid soovisite lihtsalt teabe edastamise viisi - räägiksite ajas tagasi.
Hsu: See pole välistatud. Selgub, et tuletatud piirangud on seotud ainega, mille kvantmõjud on suhteliselt väikesed. Kui teil on küsimus, milles kvantmõjud on väga suured, siis võiks teil ikkagi olla stabiilne ussiauk. Ussiauk ise oleks kvantmõtteliselt hägune. Ussiaugu toru oleks kõikuv nagu kvantseisund. Nüüd ei takista see teid õigeaegselt sõnumi saatmast; võib-olla peate proovima sõnumit mitu korda saata, et see jõuaks sinna, kuhu soovite. Kuid võib-olla võiksite ikkagi sõnumi saata. Inimese saatmine võib olla ohtlik, kui ussiauk on kõikuv, kuna inimene võib sattuda valesse kohta või valesse aega.
Fraser: Ma olin kuulnud hinnanguid, et ussiaugu ehitamine nõuab rohkem energiat kui kogu Universum. Kas teil on sellekohaseid arvutusi tehtud?
Hsu: meie arvutused ei näita seda tingimata. Ussiaugu loomiseks, mis on inimese jaoks piisavalt suur, kulub tohutult energiatihedust. Kuid tavaliselt arvestades seda laadi probleemiga, eeldate, et ükskõik mis tsivilisatsioon seda proovida üritab, on omavoliliselt arenenud tehnoloogia. Me proovime aru saada, kas on mingi piirang, mis ei tulene tehnoloogiast, vaid tuleneb tegelikult füüsika põhiseadustest.
Fraser: Ja kuhu teie uuringud teid sellest hetkest edasi viivad? Kas on midagi, milles te pole veel pisut kindel?
Hsu: Meie tulemus peab käsitlema peamiselt klassikalisi ussiauke või ussiauke, mille ruumaeg ei ole väga kvantmehaaniline. Me oleme endiselt huvitatud sellest, kas saaksime laiendada oma tulemusi ussidele, kus kosmoseaeg on hägune.
Fraser: On tehtud mõni uus töö tumeda energia kohta, kus nad ütlevad, et tumeda energia efekt näib toimuvat universumis, et see kiireneb. Kas on olemas uus energiavorm, mida varem pole nähtud, või võib-olla on see Einsteini teooriate jaotus laias laastus. Kui mõni sellest tööst hakkab näitama, et äkki Einsteini relatiivsus ei suuda seda laiemalt seletada, kas see mõjutab klassikalist arusaama sellest, mis on ussiauk?
Hsu: Pimeda energia kontekstis, kuna see mõjutab midagi Universumi suuremahulist struktuuri, Universumi käitumist megaparsecside pikkusskaaladel, on alati võimalik, et üldist relatiivsust kui teooriat muudetakse väga suurte vahemaade tagant ja kuna me pole suutnud seda testida neil vahemaadel. Seega on alati võimalik, et relatiivsusest saadud järeldused pole lihtsalt kohaldatavad. Meie puhul on pikkusskaala, mille ulatuses me kasutame üldist relatiivsust, inimese suurus. Seega oleks mõnevõrra üllatav, kui üldine relatiivsus laguneks juba nendes pikkusskaalades, ehkki see on võimalik.
Fraser: nii et see on pigem väike külg, mida te vaatate. See seletab asjad ikkagi selles mõõtkavas üsna kenasti.
Hsu: Õige, on olemas tugevamad üldrelatiivsuse või vähemalt Newtoni gravitatsiooni katsetused meetrite pikkuse skaaladel kui megaparsecsidel. Nii et oleme pisut kindlamad, et kasutatav raskusjõu matemaatiline sõnastus on õige.
Fraser: Kui ma tahaksin üsna kiiresti universumist üle pääseda, peaksin vaatama pigem lõime ajamist või võib-olla lihtsalt tavalises ruumis liikuvat lihtsat vana.
Hsu: Olen tohutu ulmefänn ja olen lapsest saati olnud, kuid teadlasena pean ütlema, et see näeb välja selline, nagu meie Universum näib olevat ehitamata inimestele väga mugaval viisil tähelt tähele. Ja see ulme, mille lõppu jääme oma Päikese lähedale, kuid teeme hämmastavaid asju biotehnoloogia või infotehnoloogia või A.I. tunduvad olevat tõenäolisemad meie füüsiliste seaduste abil, kui Star Treki puhul.
