med boksens suksess av filmen «Interstellar», er mange mennesker begeistret for utsiktene til ormhull som et middel for interstellar transport. Selv om det for tiden ikke er noe bevis for at slike eksotiske gjenstander eksisterer i naturen, er det mulig at de kunne kunstig opprettes, kanskje fra versjoner av høyere dimensjonal strengteori og prosjektering av det grunnleggende romtidskummet. Wormhole research er i dag et spennende emne med dusinvis av artikler publisert i peer-reviewed tidsskrifter hvert år, men det er verdt å bli påminnet om sin opprinnelse-og det starter fra et overraskende sted.I 1915 publiserte Albert Einstein sin generelle relativitetsteori, hans beskrivelse av tyngdekraften som pent definerer hvordan objekter vil tiltrekke seg hverandre og påvirke rom og tid rundt dem. Mange år senere den Amerikanske fysikeren John Wheeler ville mynt uttrykket «space forteller saken hvordan å flytte, og saken forteller plass hvordan å kurve». Einstein beskrev tyngdekraften som en manifestasjon av romtidskurvatur. Generell Relativitet er en kontinuerlig feltteori i motsetning til partikkelteorien om materie som førte til kvantemekanikk.Einstein var også involvert i utviklingen av kvantemekanikk, teorien som beskriver subatomære partikler. Men han var ikke helt fornøyd med sin iboende usikkerhet og probabilistiske karakter. Så i 1935 jobbet Han Med Nathan Rosen for å produsere en feltteori for elektroner, ved hjelp av generell relativitet. Deres papir ble kalt «Partikkelproblemet i Den Generelle Relativitetsteorien». Einstein og Rosen undersøkte muligheten for en atomistisk teori om materie og elektrisitet som, unntatt diskontinuiteter (singulariteter) i feltet, brukte ingen andre variabler enn beskrivelsen (metrisk) av generell relativitet og Maxwells elektromagnetiske teori. En av konsekvensene var at den mest elementære ladede partikkelen ble funnet å være en av null masse.

til slutt var det de produserte noe ganske originalt. De startet med ligningene for en sfærisk symmetrisk massedistribusjon, allerede brukt for svarte hull, og kjent som Schwarzschild-løsningen,

$$ds^2 = -\dfrac{1}{1 – 2m/r}dr^2-r^2(d\theta^2+\sin^2\theta d\phi^2) + (1-2m/r)dt^2$$

hvor \(ds^2\) er metrisk og \(m=gm/c^2\) med sfæriske koordinater \((r,\theta,\phi)\) og Tid \(T\).

de utførte en koordinattransformasjon for å fjerne regionen som inneholder krumnings singulariteten, en diskontinuitet i romkrumning underforstått av svarte hull og lignende fenomener. Singulariteten ved \(r=2m\) ble fjernet ved koordinattransformasjonen \(u^2 = r – 2m\), noe som resulterte i en endelig løsning,

$$ds^2 = -4(u^2 + 2m)du^2 – (u^2 + 2m)^2 D\Omega^2 + \dfrac{u^2}{u^2 + 2m} dt^2$$

hvor \(D\Omega^2 = d\theta^2 + \sin^2\theta d\phi^2\).

denne løsningen var en matematisk representasjon av fysisk rom med et mellomrom på to asymptotisk flate ark forbundet med en bro eller Et Schwarzschild ormhull med en hals. Dette forbinder de to arkene og, analogt, to separate deler av det virkelige, tredimensjonale universet. Figur 1 viser rommet rundt ormhullet, med plassen over og under blir flatt på «kantene» mens du zoomer ut til uendelig.

Nå var Dette Ikke et traverserbart ormhull, for det måtte vi vente på ankomsten av fysikere John Wheeler på 1950-tallet og Kip Thorne på 1980-tallet. I 1987, med oppmuntring Fra Carl Sagan for sin roman «Kontakt» (senere en spillefilm), Var Thorne og hans kollega Michael Morris i stand til å konstruere en matematisk beskrivelse, en metrisk, for å beskrive et sfærisk symmetrisk og statisk ormhull med en ekte, endelig omkrets. Dette hadde en koordinat avtagende fra negativ uendelig-ut i minimalt buet rom – til en minimumsverdi hvor halsen var plassert, og deretter økende fra halsen til positiv uendelig – i et annet minimalt buet rom. Denne løsningen har det særegne ved å ha ingen hendelseshorisont-i motsetning til et svart hull. Thorne Og Morris-papiret ble kalt «Ormhull I Romtid og deres bruk For Interstellar Reise: Et Verktøy for Undervisning I Generell Relativitet». Dette papiret bidro til å etablere ormhullsforskning som nytt område for akademisk forespørsel.siden da har mange artikler blitt publisert, og faktisk har astronomiske undersøkelser blitt gjennomført, og undersøker de lengste stjernene og galakser på jakt etter naturlige ormhull. Ingen har blitt identifisert ennå, men husk opprinnelsen til dette forskningsfeltet — Einstein-Rosen-Broen var ikke et traverserbart ormhull, og det var ikke forfatterens hensikt å produsere en, men de produserte den første matematiske beskrivelsen av et ormhull. De burde bli husket for dette. Vitenskapsforskning produserer ofte noe ganske uventet med implikasjoner som strekker seg langt utover forskernes opprinnelige intensjoner.

Kelvin F. Lang

Siden denne artikkelen ble publisert, har Vårt magasin, Principium, publisert to problemer (utgaver 9 & 10) hvor vi diskuterer ormhull og Einstein-Rosen-Broen mer detaljert. Disse problemene beskriver også one day symposium om «Interstellar Wormholes: Physics and Practical Realization» organisert av Initiative for Interstellar Studies i samarbeid med British Interplanetary Society.