تونلی در پارچه فضا-زمان که دو نقطهی دور از هم کیهان را به هم متصل میکند — شاید کلید سفر فراکهکشانی و درک عمیقتر گرانش باشد
ایدهای برخاسته از معادلات میدان اینشتین — راهگذری فرضی در بافت فضا-زمان که دو منطقه جداگانه از کیهان را با یک پل هندسی به هم وصل میکند
اینشتین و ناتان روزن در ۱۹۳۵ نشان دادند که معادلات میدان گرانشی راهحلهایی دارند که به «پلهای اینشتین-روزن» معروف شدند — اولین تئوری ریاضی کرمچاله.
جرم و انرژی فضا-زمان را خم میکنند. کرمچاله درواقع بخشی از این خمیدگی است که آنقدر شدید شده که دو نقطه دور از هم کیهان را «کوتاهمدار» میکند.
برای باز ماندن یک کرمچاله قابلعبور، به «ماده اگزوتیک» با فشار منفی نیاز است — چیزی که در مکانیک کوانتوم نمونههایی دارد اما هنوز تولید آن در مقیاس کافی غیرممکن است.
برخی مدلها پیشنهاد میدهند که دهانه کرمچاله میتواند با افق رویداد سیاهچاله مرتبط باشد — فرضیهای که در تئوری اطلاعات کوانتومی ریشه دارد.
فیزیکدانان بر اساس قابلیت عبور، پایداری و ماهیت ریاضی، کرمچالهها را به چند دسته تقسیم میکنند
پیشنهاد کیپ تورن در ۱۹۸۸ — یک تونل پایدار و قابلعبور برای انسان که نیاز به ماده اگزوتیک دارد.
اولین مدل ریاضی کرمچاله — اما بلافاصله فرومیپاشد و هیچ اطلاعات یا مادهای نمیتواند از آن عبور کند.
بر اساس فرضیه ER=EPR — اشتباه کوانتومی (entanglement) و پل فضا-زمانی ممکن است دو روی یک سکه باشند.
یکی از جذابترین و بحثبرانگیزترین پیامدهای نظری کرمچالههای قابلعبور، امکان سفر در زمان است
کیپ تورن و همکارانش نشان دادند اگر یک دهانه کرمچاله را با سرعت نزدیک به نور حرکت دهید، اتساع زمانی میتواند بین دو دهانه اختلاف زمانی ایجاد کند — و عبور از آن، ورود به گذشته باشد.
اگر از طریق کرمچاله به گذشته برگردید و مادربزرگتان را قبل از تولد پدرتان بکشید، شما اصلاً متولد نمیشدید — پس چه کسی سفر کرده؟ این پارادوکس مانع بزرگی در نظریهها است.
استیون هاوکینگ پیشنهاد کرد طبیعت از پارادوکسهای زمانی جلوگیری میکند — تابش کوانتومی آنقدر پرانرژی میشود که خود کرمچاله را قبل از تکمیل سفر نابود کند.
در تفسیر «بسیاری جهانها» از مکانیک کوانتوم، رفتن به گذشته و تغییر آن، نه تناقض میآفریند نه تاریخ اصلی را تغییر میدهد — بلکه شاخهی موازی جدیدی میسازد.
بدون ماده اگزوتیک، تونل در کسری از ثانیه فرومیپاشد — قبل از اینکه حتی یک فوتون بتواند عبور کند.
اجسامی که از تونل عبور میکنند امواج گرانشی شدید ایجاد میکنند که میتواند خود کرمچاله را بیثبات کند.
کرمچالههای طبیعی (اگر وجود داشته باشند) احتمالاً در مقیاس پلانک هستند — کوچکتر از ۱۰⁻³⁵ متر.
اگر اطلاعات بتوانند به گذشته برگردند، اصل علت و معلول در کل فیزیک زیر سوال میرود.
از معادلات انتزاعی تا شبیهسازیهای کوانتومی — سفر علم در درک کرمچالهها
کارل شوارتزشیلد اولین راهحل دقیق معادلات میدان اینشتین را پیدا کرد که نطفه مفهوم پل فضا-زمانی را در خود داشت.
اینشتین و روزن نشان دادند معادلات میدان راهحلهایی دارند که دو «ورق» فضا-زمانی را به هم وصل میکنند — اما ناپایدار.
جان ویلر اصطلاح Wormhole را ابداع کرد — با تشبیه به کرمی که به جای عبور از سطح سیب، از داخل آن راه کوتاهتری میرود.
کیپ تورن و مایک مورس (برای رمان «تماس» کارل سیگان) اولین مدل ریاضی یک کرمچاله قابلعبور و پایدار را توصیف کردند.
مالداسنا و سوسکیند پیشنهاد دادند درهمتنیدگی کوانتومی (EPR) و پلهای فضا-زمانی (ER) پدیدههای یکسانی هستند — انقلابی در فیزیک نظری.
دانشمندان گوگل با استفاده از پردازنده کوانتومی Sycamore اولین شبیهسازی یک کرمچاله قابل عبور کوانتومی را انجام دادند و نتایج با تئوری ER=EPR مطابقت داشت.