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Könnten Wellen in der Raumzeit auf Wurmlöcher hinweisen?
Könnten Wellen in der Raumzeit auf Wurmlöcher hinweisen?
Anonim

Die Raumzeit ist, wie wir heute wissen, ein physikalisches Modell, das den Raum um eine gleichwertige Zeitdimension ergänzt. Dank dieses Modells wurde eine theoretisch-physikalische Struktur geschaffen, die als Raum-Zeit-Kontinuum bezeichnet wurde. Es ist wichtig anzumerken, dass vor Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie das Verständnis der grundlegenden Gesetze der Physik unvollständig war, aber die Veröffentlichung der Allgemeinen Relativitätstheorie im Jahr 1905 hinterließ viele Fragen, darunter Schwarze Löcher und Wurmlöcher - ein "Tunnel" in Raumzeit, die verschiedene Punkte der Raumzeit verbindet … Und wenn die Existenz von Schwarzen Löchern vor einigen Jahren bewiesen wurde, dann ist bei Wurmlöchern nicht alles so eindeutig - sie gehören zu hypothetisch existierenden Objekten. Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass wir sie bald auch finden können. So wurden in den letzten Monaten mehrere wissenschaftliche Studien gleichzeitig veröffentlicht, die neue, faszinierende Möglichkeiten bieten, nach diesen Weltraumobjekten zu suchen.

Interessante Tatsache

Wissenschaftler berichten, dass ein Schwarzes Loch, das ein Wurmloch umkreist, ein spezielles Muster von Gravitationswellen aussendet - einzigartig für Wurmlöcher.

Wie findet man ein Wurmloch?

Schwarze Löcher und Wurmlöcher sind zunächst spezielle Lösungen von Einsteins Gleichungen, die entstehen, wenn die Struktur der Raumzeit durch die Schwerkraft stark verzerrt wird. Wenn zum Beispiel Materie extrem dicht ist, kann das Gefüge der Raumzeit so gekrümmt werden, dass selbst Licht nicht entweichen kann. Solche Objekte nennen wir Schwarze Löcher.

Da die allgemeine Relativitätstheorie es dem Raumzeit-Gefüge erlaubt, sich zu dehnen und zu biegen, beschrieben Einstein und sein Physik-Kollege Nathan Rosen 1935, wie zwei Teile der Raumzeit miteinander verbunden werden können, um eine Art Brücke zwischen den beiden Universen zu schaffen. Dies ist eine Art Wurmloch, aber seitdem wurden viele andere beschrieben.

Die Einstein-Rosen-Brücke ist ein Abschnitt im Bild, der zwei Raum-Zeit-Blätter verbindet.

Wenn man von Wurmlöchern spricht, sind Gravitationswellen zu erwähnen, deren Existenz 2015 bewiesen wurde. Tatsache ist, dass Forscher mit Hilfe der leistungsstarken Detektoren LIGO und VIRGO bereits Schwarze Löcher entdeckt haben, aber ihre nächste Entdeckung könnte Wurmlöcher von hypothetischen Objekten auf reale übertragen. Und wenn Wurmlöcher existieren, können sie von außen wie schwarze Löcher erscheinen.

Der Unterschied zwischen einem Wurmloch und einem Schwarzen Loch besteht darin, dass ein Objekt, sobald es sich in einem Schwarzen Loch befindet, nicht daraus entkommen kann und dass es, sobald es sich in einem Wurmloch befindet, direkt hindurch auf die andere Seite gehen kann. Die Kraft, die wir als Gravitation wahrnehmen, ist tatsächlich das Ergebnis der Krümmung der Raumzeit.

Die Fremdheit des Universums

Die Planeten drehen sich also um die Sonne, weil sie im Gefüge des Weltraums die Form einer Schale bildet. (Am einfachsten kann man sich die Planeten als Kugeln vorstellen, die um und in diesem Dickicht kreisen). Schwarze Löcher wiederum verzerren die Raumzeit in Abgründe, die so tief sind, dass nichts sie verlassen kann. Aber die Raumzeit kann sich auch in andere seltsame Formen biegen, wie zum Beispiel Tunnel.

Das hier gezeigte Wurmloch ist ein Tunnel in der Raumzeit, der verschiedene Teile des Universums verbindet.

Diese Tunnel oder Wurmlöcher könnten den kürzesten Weg zwischen zwei entfernten Orten in Raum und Zeit oder zwischen zwei verschiedenen Universen bieten. Die Raumzeit kann sich verbiegen, aber sie kann auch schwanken.Diese Wellen werden als Gravitationswellen bezeichnet und können auf Wurmlöcher hinweisen.

Gravitationswellen, Schwarze Löcher und Wurmlöcher

Die Forscher glauben, dass ein schwarzes Loch, das sich in ein Wurmloch windet, ein seltsames Wellenmuster in der Raumzeit erzeugen sollte. Und mit den richtigen Instrumenten könnten einige Observatorien sie entdecken.

Das Betreten und Verlassen eines Wurmlochs sieht höchstwahrscheinlich so aus.

Zu diesem Schluss kamen Physiker in einem Papier, das Mitte des Sommers auf dem Preprint-Server arXiv.org veröffentlicht wurde. Die Wellen des Schwarzen Loch-Wurmloch-Paares blinken und schalten sich ein, wenn das Schwarze Loch das Wurmloch passiert und dann wieder austritt. Aber bis heute gibt es keine Beweise für die Existenz dieser Objekte.

Wurmlöcher sind sicherlich spekulativ, mit einem großen C“, sagt William Gabella. Er ist Physiker an der Vanderbilt University in Nashville, Tennessee. Wenn jedoch Wurmlöcher existieren, sollten Forscher eine Chance haben, sie zu finden. Es bräuchte lediglich die richtigen Bedingungen und einen Gravitationswellendetektor.

Schwarze Löcher reisen durch ein Wurmloch

Laut Live Science untersuchte Gabellas Team ein Schwarzes Loch mit einer fünffachen Masse der Sonne. Sie stellten sich ein Schwarzes Loch vor, das ein Wurmloch in einer Entfernung von etwa 1,6 Milliarden Lichtjahren von der Erde umkreist. Nach ihren Berechnungen sollte ein Schwarzes Loch, wenn es sich um ein Wurmloch dreht, beginnen, sich nach innen zu drehen und Gravitationswellen freizusetzen.

Und zunächst würden sie genauso aussehen wie Gravitationswellen von zwei Schwarzen Löchern. Die Struktur der Wellen, die manche Physiker Chirps nennen, nimmt mit der Zeit an Frequenz zu. Aber sobald es das Zentrum des Wurmlochs oder "Hals" erreicht, wird das Schwarze Loch es passieren.

Die Einstein-Rosen-Brücke aus Sicht des Künstlers.

Die Forscher untersuchten dann, was passieren würde, wenn an einem entfernten Ort ein Schwarzes Loch auftauchen würde. Zum Beispiel in einem anderen Universum. In diesem Fall würden die Gravitationswellen im ersten Universum plötzlich aufhören und im zweiten Universum würde das Schwarze Loch nach außen "schießen", bevor es sich wieder spiralförmig dreht. Sie muss dann den ganzen Weg zurück durch das Wurmloch und zurück in das erste Universum gehen.

Wenn das Schwarze Loch zurückkehrt, wird es zuerst aus dem Wurmloch herausspiralen. Dies kann ein "Anti-Chirp" - ein dem Zirpen entgegengesetztes Muster von Gravitationswellen - verursachen, bevor es wieder in diesen Zustand eintaucht, schreiben die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit.

Im Laufe der Zeit wird das Schwarze Loch weiterhin zwischen den beiden Universen hüpfen, was zu wiederholten Ausbrüchen von Gravitationswellen führen sollte. Dazwischen würde es jedoch Stille geben – sobald das Schwarze Loch genug Energie verliert, um Gravitationswellen zu erzeugen, endet seine Reise und es setzt sich im Hals des Wurmlochs ab.

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