Lỗ sâu (Wormhole) là gì?

Blog Khoa học - Một wormhole còn gọi là lỗ sâu, lỗ giun hay Cầu Einstein-Rosen là một không - thời gian giả định có cấu trúc tô-pô đặc biệt tạo ra đường tắt trong không - thời gian.

Một mô hình không-thời gian minh họa Wormhole tạo ra đường tắt kết nối giữa điểm.

Chúng nối thông từ một vùng không-thời gian này đến vùng kia và, đôi khi, vật chất đi từ vùng này sang vùng kia bằng cách chui qua hố này. Nhưng hãy cảnh giác: wormhole mang theo những nguy hiểm của sự sụp đổ bất ngờ, bức xạ cao và tiếp xúc với các vật chất lạ nguy hiểm.

Lý thuyết Wormhole

Năm 1935, nhà vật lý Albert Einstein và Nathan Rosen sử dụng các lý thuyết tương đối tổng quát để đề xuất sự tồn tại của "cầu" trong không - thời gian. Những con đường được gọi là cầu Einstein-Rosen hoặc lỗ sâu, lỗ giun, kết nối hai điểm khác nhau trong không - thời gian, về mặt lý thuyết tạo một đường tắt có thể làm giảm khoảng cách và thời gian đi lại.

Wormhole có hai miệng và một họng nối giữa. Các miệng giống như phỏng cầu, cổ họng có thể là ống đàn hồi, nhưng nó cũng có thể gió xung quanh, có thể là một ống dài hơn bình thường.

Lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein dự đoán sự tồn tại của wormhole, nhưng không được phát hiện cho đến nay. Một wormhole không trọng lượng có thể sẽ được phát hiện bằng cách trọng lực của nó thay đổi khi ánh sáng đi qua.

Một số giải pháp tương đối tổng quát cho phép sự tồn tại của wormhole nơi miệng của mỗi một lỗ đen. Tuy nhiên, một lỗ đen tự nhiên được hình thành bởi sự sụp đổ của một ngôi sao đang chết, không tự tạo ra một wormhole.

Chui qua wormhole

Khoa học viễn tưởng được làm đầy với những câu chuyện đi du lịch thông qua wormhole. Nhưng thực tế của du lịch như vậy là phức tạp hơn, không chỉ bởi vì chúng ta chưa phát hiện wormhole nào trong tự nhiên.

Vấn đề đầu tiên là kích thước. Wormhole nguyên thủy được dự đoán sẽ tồn tại trên cấp độ vi mô, khoảng 10^–33 cm. Tuy nhiên, khi vũ trụ mở rộng, kích thước của nó có thể lớn hơn.

Một vấn đề khác xuất phát từ sự ổn định. Các dự đoán cầu Einstein-Rosen sẽ là vô ích cho du lịch vì chỉ một tác động nhỏ, bao gồm việc vật chất chui qua nó cũng làm nó sụp đổ. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho thấy một wormhole có chứa chất "lạ" không thay đổi trong thời gian dài.

Vật chất lạ, mà không nên nhầm lẫn với vật chất tối hay phản vật chất, có chứa mật độ năng lượng âm và một áp suất âm lớn.

Nếu một wormhole chứa vật chất lạ đủ, dù diễn ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo thêm, nó có thể về mặt lý thuyết được sử dụng như một phương pháp gửi thông tin hoặc khách du lịch trong không gian.

Wormhole có thể không chỉ kết nối hai khu vực riêng biệt trong vũ trụ, nó cũng có thể kết nối hai vũ trụ khác nhau. Tương tự như vậy, một số nhà khoa học đã phỏng đoán rằng nếu có một cái miệng của một wormhole được di chuyển một cách cụ thể, nó có thể cho phép thời gian đi lại. Tuy nhiên, vũ trụ học người Anh Stephen Hawking đã lập luận rằng việc sử dụng như vậy là không thể.

Công nghệ hiện nay là không đủ để phóng to hoặc ổn định wormhole, thậm chí nếu họ có thể được tìm thấy. Tuy nhiên, các nhà khoa học tiếp tục khám phá các khái niệm như là một phương thức của du lịch không gian với hy vọng rằng công nghệ tương lai sẽ có thể sử dụng chúng.