Astrofizikçiler uzay-zamanda tünel olasılığını irdeliyorlar.

Solucan delikleri birçok bilim kurgu filminde önemli bir rol oynar – genellikle uzayda iki uzak nokta arasında kestirme bir yoldur. Astrofizik çalışmalarında ise uzay zamandaki bu tüneller tamamen bir varsayım olarak kalmıştır.

Oldenburg Üniversitesi’nden Dr. Jose Luis Blázquez-Salcedo liderliğindeki uluslararası bir ekip, yaptıkları yeni bir çalışmada mikroskobik solucan deliklerinin önceki teorilerden daha zor görünmesini sağlayan yeni bir model sundular.

Bilindiği üzere solucan delikleri, kara delikler gibi, Albert Einstein’ın 1916’da yayınlanan genel görelilik teorisinin denklemlerinde ortaya çıkar. Einstein’ın teorisinin önemli bir varsayımı, evrenin dört boyuta sahip olmasıdır – üç uzamsal boyut ve dördüncü boyut olarak zaman.

Birlikte uzay-zaman olarak bilinen kavramı oluştururlar. Uzay-zaman yıldızlar gibi devasa nesneler tarafından esnetilebilir ve eğilebilir, tıpkı kauçuk bir tabakanın, içine bırakıldığında batan metal bir top tarafından kıvrılması gibi. Uzay-zamanın eğriliği, uzay araçları, uydular ve gezegenler gibi nesnelerin ve aynı zamanda da ışığın uzayda nasıl hareket ettiğini belirler.

Blázquez-Salcedo, “Teoride uzay-zaman devasa nesneler olmadan da bükülebilir ve eğilebilir. Bu senaryoda, bir solucan deliği, birbirine bağlı iki huniyi andıran bir tünel gibi uzayda iki uzak noktayı birbirine bağlayan, uzay zamanında son derece eğimli bir bölge olacaktır. Matematiksel açıdan böyle bir kestirme mümkün olabilir, ancak hiç kimse gerçek bir solucan deliği gözlemlemedi” diye açıklıyor.

Dahası, böyle bir solucan deliği kararsız olacaktır. Örneğin, bir uzay gemisi böyle bir yere doğru uçacak olsa, anında bir kara deliğe yakalanıp çökerdi – maddenin kaybolduğu, bir daha asla görülmeyecek bir nesne olurdu. Evrendeki diğer yerlerle sağladığı bağlantı kesilecekti.

Önceki modeller, solucan deliğini açık tutmanın tek yolunun, negatif bir kütleye sahip olan veya başka bir deyişle hiçten daha hafif olan ve yalnızca teoride var olan egzotik bir madde biçimi olduğunu öne sürüyordu.

Bununla birlikte, Blázquez-Salcedo ve meslektaşları Oldenburg Üniversitesi’nden Dr. Christian Knoll ve Portekiz’deki Universidade de Aveiro’dan Eugen Radu, modellerinde solucan deliklerinin bu tür maddeler olmadan da geçilebileceğini gösterdiler.

Araştırmacılar, nispeten basit “yarı klasik” bir yaklaşım seçtiler. Görelilik teorisinin unsurlarını, kuantum teorisi ve klasik elektrodinamik teorinin unsurlarıyla birleştirdiler. Modellerinde, elektronlar ve elektrik yükleri gibi belirli temel parçacıkları solucan deliğinden geçecek madde olarak belirlediler.

Matematiksel bir açıklama olarak, bir parçacığın olası yoğunluk fonksiyonunu kuantum teorisine ve göreliliğe göre Dirac alanı olarak tanımlayan bir formül olan Dirac denklemini seçtiler. Fizikçilerin çalışmalarında bildirdiğine göre, elektrik yükü ile solucan deliğinin kütlesi arasındaki oranın belirli bir sınırı aşması şartıyla, madde tarafından geçilebilen bir solucan deliğinin varlığına izin veren şey, Dirac alanının modellerine dahil edilmesiydi.

Maddeye ek olarak, sinyaller – örneğin elektromanyetik dalgalar – uzay zamanında küçük tünelleri de geçebilir. Ekip tarafından öne sürülen mikroskobik solucan delikleri muhtemelen yıldızlararası yolculuk için uygun olmayacaktır. Dahası, bu tür alışılmadık yapıların gerçekten var olup olamayacağını bulmak için modelin daha da rafine edilmesi gerekecekti. Blázquez-Salcedo, “Solucan deliklerinin tam bir modelde de var olabileceğini düşünüyoruz” diyor.