ما هو الثقب الدودي

ما هو الثقب الدودي

الثقب الدودي (بالإنجليزية: wormhole)‏ هي في الحقيقة ممرات دودية تخيلية موجودة داخل الثقوب السوداء لكنها حتى الآن أسيرة النظرية الرياضية، فهي لم ترصد بأي طريقة وذلك لصعوبة الكشف عن ما يحويه الثقب الأسود.

الثقب الدودي في القرآن

قارن الدكتور عمرو خالد، الداعية الإسلامي بين ما توصل إليه العلماء في عام 2011 حول سقوط النجوم في “الثقب الأسود” وهو منطقة شديدة الظلام في الفضاء الخارجي، وما ورد في سورة “النجم” التي بدأت بقسم إلهي: وَالنَّجْمِ إِذَا هَوَى* مَا ضَلَّ صَاحِبُكُمْ وَمَا غَوَى* وَمَا يَنْطِقُ عَنِ الْهَوَى* إِنْ هُوَ إِلَّا وَحْيٌ يُوحَى* عَلَّمَهُ شَدِيدُ الْقُوَى* ذُو مِرَّةٍ فَاسْتَوَى* وَهُوَ بِالْأُفُقِ الْأَعْلَى* ثُمَّ دَنَا فَتَدَلَّى* فَكَانَ قَابَ قَوْسَيْنِ أَوْ أَدْنَى* فَأَوْحَى إِلَى عَبْدِهِ مَا أَوْحَى* مَا كَذَبَ الْفُؤَادُ مَا رَأَى * أَفَتُمَارُونَهُ عَلَى مَا يَرَى * وَلَقَدْ رَآهُ نَزْلَةً أُخْرَى * عِندَ سِدْرَةِ الْمُنتَهَى * عِندَهَا جَنَّةُ الْمَأْوَى * إِذْ يَغْشَى السِّدْرَةَ مَا يَغْشَى * مَا زَاغَ الْبَصَرُ وَمَا طَغَى *لَقَدْ رَأَى مِنْ آيَاتِ رَبِّهِ الْكُبْرَى”.

وقال “خالد” فى خامس حلقات برنامجه : إنه على الرغم من رؤية النبي صلى الله عليه وسلم لجبريل عدة مرات في الأرض، فقد رآه بعينيه في رحلة المعراج على صورته الحقيقية في “الأفق الأعلى”، أي في “الفضاء الخارجي”، وبالتحديد عند منطقة معينة من الفضاء، ولهذه المنطقة صفات خاصة جدًا، نستعرضها سويًا كما وصفها القرآن الكريم في سورة النجم، مبينا: “بالرغم من أن الفضاء يغشاه الظلام بشكل واضح نجد أن القرآن الكريم يوضح لنا أن هذه المنطقة من الفضاء يغشاها الظلام بشكل أكثر. قال تعالى “إِذْ يَغْشَى السِّدْرَةَ مَا يَغْشَى” (النجم آية 16)”.

وأضاف: “لا يستطيع أي شخص طبيعي أن ينظر إلى هذه المنطقة في الفضاء بعينيه؛ لأنه طبقًا لما يقول القرآن، فإنه إما أن يرى فقط ما يحيط بها (أي يزوغ بصره)، أو أنه يرى فقط ما يبعد عنها (أي يطغى بصره)، وما من أحد إلا النبي صلى الله عليه وسلم هو الذي استطاع رؤيتها دون أن يتأثر بصره بشيء، “مَا زَاغَ الْبَصَرُ وَمَا طَغَى” (النجم آية 17)”.

وأوضح أن “هذه المنطقة من الفضاء تعد مدخلاً لعالم آخر، وهو الجنة كما يقول القرآن الكريم، “عِندَهَا جَنَّةُ الْمَأْوَى” (النجم آية 15)”، واصفًا هذه المنطقة بأنها “تعد ذات شأن عظيم وكبير في الفضاء الخارجي، “لَقَدْ رَأَى مِنْ آيَاتِ رَبِّهِ الْكُبْرَى” (النجم آية 18)”.

واستعرض خالد مواصفات الثقب الأسود وأهم خصائصه، قائلاً: “بالرغم من أن كل مناطق الفضاء يغشاها الظلام، لكن لا شيء يغشاه الظلام بهذه الشدة والوضوح أكثر من الثقب الأسود ، وهو ليس مدهونًا باللون الأسود كما يمكن أن يتخيل البعض، ولكن تصل الجاذبية فيها إلى مقدار لا يستطيع الضوء الإفلات منه؛ ولذلك تكون شديدة الإظلام لحد السواد، ولهذا سمي “ثقب أسود”.

وذكر أن “الثقب الأسود” يتكون من 1 مليون كتلة شمسية، وهناك ثقب أسود يعادل حجم الشمس 12 مليار مرة، مع العلم أن قطر الشمس يعادل 109 أضعاف قطر الأرض، أي أن الثقب الأسود يعد من آيات الله الكبرى على في الكون، متابعا: “لو كنت مسافرًا بسرعة الضوء، فإنك تحتاج إلى عدة آلاف من السنين لكي تصل إلى أقرب ثقب أسود، تلك الهوة الغامضة التي لا يعرف لها قاع ولا قرار”.

ومع افتراض الوصول بطريقة أو بأخرى إلى أحد هذه الثقوب السوداء، فما الذي ستراه؟، يجيب خالد: “في الواقع لا شيء، فقط اللون الأسود، ولن يكون بإمكانك رؤيته نفسه مباشرة، سواء بعينيك أو حتى بتلسكوب، إذ أنه بسبب جاذبيته الشديدة فهو يسبب انحناء الفضاء وأشعة الضوء حوله، فيقوم بعمل عدسة ضوئية محدبة”.

ومضى قائلاً: “بذلك تظهر للمشاهد العديد من النجوم والمجرات التي تقع خلف الثقب الأسود بأعداد متكاثرة. وأطلق العلماء على هذا التأثير “عدسة الجاذبية”، أي أنك إذا نظرت للثقب الأسود بعينيك عن طريق التلسكوب، فإنك لن تراه مباشرة ولكن فقط سترى ما يحيط به أو ما يقع خلفه.

وأشار خالد إلى أنه نظرًا لجاذبيته الشديدة فإن علماء فيزياء الفلك أجمعوا على أن “الرحلة إلى أحد الثقوب السوداء هي رحلة ذات اتجاه واحد، أي ذهاب بلا عودة، لكنهم اختلفوا لفترة على كون هذا الثقب الأسود له نهاية أي “منتهى”، أم ليس له نهاية أي “لا منتهى”، فبعضهم قال “منتهى” والبعض الآخر قال “لا منتهى”.

الفرق بين الثقب الدودي والثقب الأسود

للثقوب الدودية مفهومين يمكن اعتبار الاول متعلق بالنسبية والثاني بمكيانيكا الكم، النسبية: بافتراض ان الكون كسجادة مطوية على نفسها بشكل تام (او كبالونة منفوخة جداً لدرجة يبدو فيها الكون من نظرنا مسطح) فيمكن ان يتم خرق الزمكان واحداث ثقب في الكون يجعل من يدخل فيه يظهر في مكان آخر في الكون، وتعتمد هذه “الفرضية” على الثقوب السوداء وجاذبيتها المتناهية التي تتزايد حتى لا يستطيع الزمكان تحملها فيحدث ثقب يسهل النقل عبر المكان وبالتالي عبر الزمن، ولانه لا يوجد شيء يعمل ” بالمهلبية” وان الثقب الاسود معروف عنه انه يأخذ ولا يعطي فوجب علينا اخلق وحش جديد يعكس جميع صفات الوحش الاسود ويحقق توازن الكون (لانه بالرغم من كل ما تبتلعه الثقوب السوداء فالكون لم يتأثر!) ولذلك نشأت فكرة الثقب الابيض والذي يمكن اعتباره المخرج واعتبار الثقب الاسود المدخل.

على المستوى الذري نجد انه يمكننا ربط ذرتان ببعضهما البعض بحبل غير مرئي بحيث ان كل ما يحدث للذرة ١ يحدث للذرة ٢ – وهو ما تقوم عليه الحواسيب الكمية الحديثة- وبالتالي نستطيع صنع معبران يتكونان من ذرات مرتبطة ببعضها بحيث ان دخولك للمعبر ١ ينقلك معلوماتك (ذراتك وترتيبها وطاقتك..كل شيء) الى المعبر ٢ وابالتالي يمكنك الخروج من المعبر ٢ دون اي مشاكل كما دخلت، ولكن هذا يضعنا امام احتمالية ان يتم استنساخك نسخة عند كل معبر بحيث يصبح هناك ٢ روزانا؛ وذلك يرجع الى انه طالما خرجتي من المعبر ٢ فيجب ان تخرج نسختك الاصلية ايضاً فهي لا تختفي (حقيقة ليس هناك شيء يختفي من هذا الكون)

أن الثقوب الدودية هي مجرد فرضية، الرياضيات تقول بإمكانية وجودها و لكن لا يوجد دليل فعلى على وجودها في العالم الحقيقي

الثقب الأخضر

اكتشف علماء فلك في المرصد الأوروبي الجنوبي ثقبا أسود جديدا هو الأقرب إلى الأرض من بين الاكتشافات المماثلة ويقع في نظام نجمي مرئي بالعين المجردة، على ما أظهرت دراسة نشرت، الأربعاء.

وأوضح المرصد في بيان أن علماءه اكتشفوا ثقبا أسود نجميا متأتيا من انهيار نجم ضخم داخليا، ويوازي حجمه 4 مرات حجم الشمس.

وخلافا للثقوب السود الهائلة، هذا الثقب “صامت” لأنه “لا يتفاعل بصورة عنيفة مع محيطه” (لا يمتص المواد)، لذا فإنه “أسود فعلا” وفي موقع خفي في النظام النجمي “إتش آر 6819”.

ودرس فريق المرصد الأوروبي الجنوبي في بادئ الأمر “إتش آر 6819” على أنه نظام نجمي ثنائي يتضمن مجموعة متنوعة من نجوم أضخم وأكثر توهجا من الشمس. وبفضل مرسام الطيف “فيروس” (أداة تتيح قياس السرعة الشعاعية لجسم ما) الموجود في مرصد لا سيا في تشيلي، لاحظ علماء الفلك أن إحدى النجمتين كانت تتحرك بسرعة أكبر من الثانية وتتنقل بطريقة غير اعتيادية حول جسم غير مرئي مرة كل أربعين يوما.

ومن خلال درس هذا المسار تمكنوا من رصد وجود ثقب أسود واحتساب حجم كتلته.

وأوضح عالم الفيزياء الفلكية، توماس ريفينيوس، وهو المعد الرئيس للدراسة التي نشرتها مجلة “أسترونومي أند أستروفيزيكس” أن “جسما غير مرئي بحجم يوازي 4 مرات على الأقل حجم الشمس لا يمكن أن يكون سوى ثقب أسود”.

ولفت ريفينيوس إلى أن “هذا النظام النجمي يحوي أقرب ثقب أسود نعرفه إلى الأرض”.

وقال بيتر هادرافا من أكاديمية العلوم في العاصمة التشيكية براغ وهو أحد معدي الدراسة: “فوجئنا تماما عندما أدركنا أنه أول نظام نجمي مرئي بالعين المجردة مع ثقب أسود”.

وذكرت الدراسة بأن علماء الفلك رصدوا حتى اليوم حوالي 25 ثقبا أسود في مجرتنا التي تضم في وسطها ثقبا أسود هائلا.

وقال عالم الفلك في مرصد “بي أس أل” في باريس بيار كيرفيلا لوكالة فرانس برس: “نعرف القليل من الثقوب السود النجمية في مجرة درب التبانة لكننا نظن أن ثمة الكثير منها لأنها ناتج طبيعي لتطور النجوم الضخمة”.

ما هو الزمكان

الزمكان (بالإنجليزية: Spacetime)‏ (الزمان-مكان) أو الزمان المكاني هو دمج لمفهومي الزمان والمكان، هو الفضاء بأبعاده الأربعة، الأبعاد المكانية الثلاثة التي نعرفها؛ الطول والعرض والارتفاع، مضاف إليها الزمن كبعد رابع، هذه الفضاء الرباعي تشكل نسيج أو شبكة تحمل كل شيء في هذا الكون، كل جسم مهما كان حجمه وكل حدث يخضع لها، فلا وجود للأشياء ولا للأحداث خارج نطاقي الزمان والمكان. يعد هذا مصطلح حديث نسبيا في الفيزياء منحوت من كلمتي الزمان المكان يُطلق على أي نموذج رياضي يدمج الأبعاد الثلاثة للمكان مع بعد واحد للزمن ليكوّن فضاءّ رباعي الأبعاد. يمكن استخدام المخططات الزمكانية لتصوّر التأثيرات النسبية مثل السبب وراء التباين الذي يراه مراقبون مختلفون في زمن ومكان وقوع حدث ما.

كان الافتراض السائد قبل مطلع القرن العشرين أن هندسة الكون ثلاثية الأبعاد (أي صياغتها المكانية من ناحية الإحداثيات والمسافات والاتجاهات) كانت مستقلة عن البعد الزمني الواحد. ولكن بنى ألبرت أينشتاين عمله المؤثر في النسبية الخاصة عام 1905 على فرضيتين:

(1) قوانين الفيزياء لا تتغير في جميع الجمل العطالية (أي الأطر المرجعية غير المتسارعة).
(2) سرعة الضوء في الخلاء هي نفسها لجميع المراقبين بغض النظر عن حركة مصدر الضوء.
في هذا الفضاء الرباعي الأبعاد تميز كل نقطة برباعية (س، ع، ص، ز) حيث ترمز س، ع، ص إلى الإحداثيات المكانية ويرمز ز إلى الإحداثي الزمني. فهو المزج بين الزمان والمكان في إطار واحد بحيث لا يتم الفصل بينهما عند إجراء الحسابات الفيزيائية. ظهرت هذه الأطروحة بواسطة عالم الفيزياء ألبرت أينشتاين في نموذجه النسبي الخاص.

ظهرت الأطروحة لتحدد مكان جسم ما في الفضاء الشاسع بطريقة أكثر تحديدا بالاعتماد على عنصر الزمان بدلا من الاعتماد على الثلاثة محاور للمكان فقط.

الثقب الدودي والسفر عبر الزمن

الثقب الدودي (Wormhole) عبارة عن ممر نظري موجود في الزمكان (Space-time)، وبإمكانه خلق طرق مختصرة لرحلات طويلة عبر الكون. تم التنبؤ بالثقوب الدودية من قبل النسبية العامة. لكن احذر: تجلب الثقوب الدودية أخطاراً معها وتتضمّن تلك الأخطار الانهيار المفاجئ، والإشعاع العالي والاتصال الخطير مع مادة غريبة. نظرية الثقب الدودي(Wormhole Theory) في عام 1935، استخدم الفيزيائيون البرت اينشتاين وناثان روزن نظرية النسبية العامة لاقتراح وجود “جسور” في نسيج الزمكان. وتُعرف هذه المسارات بجسور اينشتاين-روزن أو الثقوب الدودية. تصل هذه الثقوب بين نقطتين مختلفتين وموجودتين في الزمكان، مما يؤدي نظرياً إلى خلق طريق مختصر يُمكن أن يُقلل من زمن السفر ومن المسافة أيضاً. تحتوي الثقوب الدودية على فَمين (mouths) مع وجود لحنجرة تصل الفمين معاً. ومن المرجح أن تكون الأفواه كروية، أما الحنجرة فقد تكون شريطاً مستقيماً، لكن يُمكنها الالتفاف، مما يؤدي إلى سلوكها مساراً أطول من الطرق التقليدية المتاحة. وتتنبأ النظرية العامة في النسبية رياضياً بوجود الثقوب الدودية، لكن لم يكتشف أحد حتى الآن وجود هذه الثقوب. ربما يتم التقاط الكتلة السالبة لثقب دودي بنفس الطريقة التي تؤثر فيها جاذبيته على الضوء الذي يعبر خلاله. تسمح حلول محددة للنسبية العامة بوجود الثقوب الدودية التي يكون فيها كل جانب من جانبي الثقب الدودي عبارة عن ثقب أسود. على أية حال، تتشكل الثقوب السوداء بشكلٍ طبيعي جراء انهيار نجم ميت ولا تقوم من تلقاء ذاتها بخلق ثقبٍ دودي. داخل الثقب الدودي (Through Wormhole) الخيال العلمي مليءٌ بالقصص التي تتحدث عن السفر عبر الزمن باستخدام الثقوب الدودية. لكنَّ واقعية هذا السفر أكثر تعقيداً ولا يكمن السبب في أننا لم نشاهد ثقباً دودياً فقط، فالمشكلة الأولى هي الحجم. تم التنبؤ بوجود الثقوب الدودية البدائية عند المستويات الميكروسكوبية (المجهرية)، أي عند أبعاد تصل إلى 10^-33 سنتمتر. وعلى أية حال، يتوسع الكون ومن الممكن في يومٍ ما أن تتمدد بعض تلك الثقوب الدودية وتصل إلى أحجام أكبر. تنشأ مشكلة أخرى من الاستقرار. فالثقوب الدودية، التي تم التنبؤ بها من قبل روزن-اينشتاين، ستكون غير مفيدة للسفر لأنها تنهار بسرعة. لكن وَجد بحثٌ حديث جداً أن ثقباً دودياً يحتوي مادة “غريبة” يستطيع أن يبقى مفتوحاً ودون تغير لفترات أطول من الزمن. تمتلك المادة الغريبة (Exotic Matter)، التي يجب الانتباه إلى عدم الخلط بينها وبين المادة المظلمة (Dark Matter)، أو المادة المضادة (Antimatter)، كثافة سالبة للطاقة ومقدار كبير من الضغط السالب. وتم رصد مثل هذه المادة في سلوك نوع معين من حالات الفراغ وهو جزء من نظرية الحقل الكوانتي (Quantum Field Theory). إذا احتوى ثقب دودي ما على كمية كافية من المادة الغريبة التي قد تكون ناتجة بشكلٍ طبيعي أو تمت إضافتها صناعياً، يُمكن بالتالي ونظرياً استخدام الثقب الدودي كطريقةٍ لإرسال المعلومات أو المسافرين عبر الفضاء. قد لا تقوم الثقوب الدودية بوصل منطقتين منفصلتين من الكون فقط، بل وتستطيع أيضاً الوصل بين كونين مختلفين. بشكلٍ مشابه، اعتقد بعض العلماء أنه إذا تحرك أحد مدخلي الثقب الدودي وفقاً لوضعٍ معين، يُمكن أن يُسمح بالتالي بالسفر عبر الزمن. على أية حال، جادل عالم الكون البريطاني ستيفن هوكينغ باستحالة هذا الأمر. على الرغم من أن إضافة المادة الغريبة إلى ثقب دودي ما تجعله مستقراً إلى درجة تسمح للمسافر البشري بالسفر بأمان عبره، إلا أنه لاتزال هناك احتمالية تنصّ على أن إضافة مادة “نظامية” قد تؤدي إلى عدم استقرار ملحوظ في هذا الممر. وحتى لو كان بالإمكان إيجاد الثقوب الدودية، إلا أن تقنيات اليوم غير كافية من أجل تكبيرها أو جعلها مستقرة. وعلى أية حال، يستمر العلماء باستكشاف هذا المفهوم كطريقة للسفر عبر الفضاء آملين أن تصبح التكنولوجيا في النهاية قادرة على الاستفادة من تلك الثقوب.

الثقب الأسود

الثقب الأسود هو منطقة موجودة في الزمكان (الفضاء بأبعاده الأربعة، وهي الأبعاد الثلاثة بالإضافة إلى الزمن) تتميز بجاذبية قوية جداً بحيث لا يمكن لأي شيء – ولا حتى الجسيمات أو موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء – الإفلات منها. تتنبأ النظرية النسبية العامة بأنه يمكن لكتلة مضغوطة بقدر معين أن تشوه الزمكان لتشكيل الثقب الأسود. يُطلق على حدود المنطقة التي لا يُمكن الهروب منها اسم أفق الحدث. وعلى الرغم من أن عبور حدود أفق الحدث له تأثيرات هائلة على مصير وظروف أي جسم يعبُره، إلا أنه لا تظهر أي خصائص يُمكن ملاحظتها لهذه المنطقة. يعمل الثقب الأسود بصفته جسما أسودا مثاليا، لأنه لا يعكس أي ضوء. علاوة على ذلك، تتنبأ نظرية المجال الكمي في الزمكان المنحني بٱنبعاث إشعاع هوكينج آفاق الحدث، بنفس الطيف الذي يتسم به الجسم الأسود لدرجة حرارة تتناسب عكسيا مع كتلته. درجة الحرارة هذه على حدود جزء من مليار من الكلفن للثقوب السوداء من الكتلة النجمية، مما يعني استحالة ملاحظتها.

أشار كل من جون ميشيل وبيير سيمون لابلاس إلى وجود أجسام تمتلك حقول جاذبية قوية بحيث لا يمكن للضوء أن يهرب منها في القرن الثامن عشر. عثر كارل شوارزشيلد على أول حل رياضي حديث للنسبية العامة التي تُميز الثقب الأسود في عام 1916، إلا أن تفسير الحل الرياضي شَكّل منطقة فضاء لا يمكن أن يفلت منها أي شيء كان قد نشر لأول مرة من قِبل ديفيد فينكلشتاين في عام 1958. كانت الثقوب السوداء تعتبر مجرد خيال وفضول لدى علماء الرياضيات لفترة طويلة. لكن خلال ستينيات القرن العشرين، أظهر العمل النظري تنبؤ النسبية العامة بالثقوب. أثار اكتشاف نجوم نيوترونية بواسطة جوسلين بيل بورنيل في عام 1967 الاهتمام بالأجسام المدمجة المنهارة بالجاذبية بصفتها حقيقة فيزيائية فلكية ممكنة.

يعتقد أن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تتشكل عند انهيار النجوم الضخمة جدًا في نهاية دورة حياتها. بعد أن يتشكل الثقب الأسود، يمكن أن يستمر في النمو عن طريق امتصاص الكتلة من محيطه. وذلك عن طريق امتصاص النجوم الأخرى والاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى، الأمر الذي قد يؤدي إلى تشكل الثقوب السوداء الهائلة والتي تحمل كتلة تعادل ملايين الكتل الشمسية ( M ☉ ). هناك إجماع عام على وجود ثقوب سوداء هائلة في مراكز معظم المجرات.

على الرغم من أن محتواها غير مرئي، يمكن استنتاج وجود ثقب أسود من خلال تأثيرها على المواد الأخرى والإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي. يمكن للمادة التي تسقط في الثقب الأسود أن تُشكّل قرص تراكم خارجي يتم تسخينه عن طريق الاحتكاك، مما يؤدي إلى تشكيل بعضٍ من أشد الأجسام بريقا في الكون. إذا كان هناك نجوم أخرى تدور حول ثقب أسود، فيمكن استخدام كل من مداراتها وكتلتها لتحديد كتلة الثقب الأسود وموقعه. يمكن استخدام هذه الملاحظات لاستبعاد البدائل المحتملة مثل النجوم النيوترونية. وبهذه الطريقة، تحقق علماء الفلك من العديد من حالات توقعات وجود الثقب الأسود النجمي ضمن الأنظمة الثنائية، وأثبتوا أن مصدر الراديو المعروف بٱسم الرامي A، في قلب مجرة درب التبانة، يحتوي على ثقب أسود هائل يحمل كتلة تقارب 4.3 مليون كتلة شمسية.

في 11 فبراير 2016، أعلن تحالف مرصد ليغو عن أول اكتشاف مباشر لموجات الجاذبية، والتي تعكس فكرة العثور على لحظة اندماج الثقوب السوداء. اعتبارا من ديسمبر 2018، عثر على إحدى عشرة موجة من موجات الجاذبية التي نشأت من اندماج عشرة ثقوب سوداء وموجة جاذبية واحدة ناتجة عن اندماج نجم نيوتروني ثنائي. في 10 أبريل 2019، تم نشر أول صورة على الإطلاق لثقب أسود وما في جواره، وذلك في أعقاب القراءات التي حصل عليها مقراب أفق الحدث في عام 2017 والمتعلقة بالثقب الأسود الهائل في مركز المجرة مسييه 87.

أين يوجد الثقب الدودي

تقترح دراسةٌ جديدةٌ أنّه من الممكن أن يكشف التذبذب غير المألوف للنجوم عن وجود الثقوب الدودية، هذا إن كانت تلك الأنفاق الزمكانية الأسطورية موجودة حقًا. لطالما كانت الثقوب الدودية مكونًا أساسيًا في الخيال العلميّ؛ فعلى مدى السنوات، وفي الكثير من القصص والكتب والروايات، انتقل أبطالها بسرعة كبيرة بين أماكن شديد التباعد مستخدمين هذه الطرق الكونية المختصرة؛ ووجود الثقوب الدودية ممكن حسب نسبية أينشتاين العامة لكن لم يستطع أحدٌ يومًا رصدها. تقترح الدراسة الجديدة طريقةً ممكنةً لأول رصد مؤقت: ابحث عن حركات النجوم الطفيفة غير المألوفة. صرح الباحث المشارك في الدراسة ديان ستويكوفيتش Dejan Stojkovic المتخصص في علم الكونيات وأستاذ الفيزياء في جامعة بوفالو في نيويورك: “إذا وُجِد نجمان كل واحد في ناحية مختلفة من الثقب الدودي، فإن النجم الذي على جانبنا لابد وأن يتأثر بجاذبية النجم الموجود على الجانب الآخر، حيث إن فيض الجاذبية ينتقل خلال الثقب الدودي. تتطلب الثقوب الدودية طيًا هائلًا للزمكان، والذي يعتمد بدوره على قوى جاذبية عالية جدًا. لذا فإن من الأماكن المناسبة لرصد تلك الأنفاق النظرية المناطق القريبة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة، تلك التي تكمن في مراكز المجرات – مثل الرامي A∗ (تنطق A ستار) Sagittarius A∗ ذلك العملاق الذي تبلغ كتلته 4 ملايين كتلة شمسية، والموجود في مجرتنا”. “لذا إذا قمت برسم خريطة للمدار المتوقع لنجم ما حول الرامي A∗، سترى انحرافات عن ذلك المدار إذا كان هناك ثقب دوديّ بالقرب منه وهناك نجم عند جهته الأخرى”. وأضاف أنّ تقنيات الرصد الحالية ليست حساسة بما فيه الكفاية لرصدٍ كهذا في الوقت الراهن، ولكن قد يكون من الممكن القيام بذلك في العقد أو العقدين القادمين مع التقدم في معدات القياس والرصد وكذلك الرصد طويل الأمد لنجوم مناسبة، مثل إس2 S2 الذي يدور بالقرب من الرامي A∗. لا تأخذنكم الحماسة؛ إذا تمكن الفلكيون يومًا من القيام برصد مثل هذا، فلن يكون حاسمًا على الأرجح. استكمل ستويكوفيتش: “إذا وصلنا إلى الدقة المطلوبة في الرصد، سنكون قادرين على القول إن الثقب الدوديّ هو التفسير الأكثر احتمالًا في حال اكتشفنا اضطرابات في مدار إس2. لكننا لا نستطيع قول: “نعم، هذا بالتأكيد ثقب دودي” فمن الممكن أن يكون شيئًا آخر على جانبنا يسبب هذه الاضطرابات”. أضاف ستويكوفيتش: “هناك مزيدٌ من الأخبار السيئة بالنسبة لاستكشاف الفضاء: من المحتمل أن يظل السفر عبر الثقوب الدودية محض خيال علمي لفترة طويلة جدًا، إن لم يكن للأبد”. “حتى لو كان يمكن الانتقال عبر الثقب الدودي، فمن المحتمل ألا يسافر الناس وسفن الفضاء. واقعيًا سوف تحتاج إلى مصدر للطاقة السالبة لتبقيه مفتوحًا، ونحن لا نعرف كيف يمكننا القيام بذلك؛ لكي تصنع ثقبًا دوديًا مستقرًا، تحتاج شيئًا من السحر”. نُشرت الدراسة الجديدة، برئاسة دي تشانغ داي De-Chang Dai من جامعة يانغتشو Yangzhou University في الصين وجامعة كيس وسترن ريسيرف Case Western Reserve University في أوهايو، في شهر أوكتوبر/تشرين الأول في مجلة Physical Review D.

الثقب الدودي ويكيبيديا

الثقب الدودي (بالإنجليزية: wormhole)‏ هي في الحقيقة ممرات دودية تخيلية موجودة داخل الثقوب السوداء لكنها حتى الآن أسيرة النظرية الرياضية، فهي لم ترصد بأي طريقة وذلك لصعوبة الكشف عن ما يحويه الثقب الأسود. و كما ذكر في النظرية التي طرحتها فهي قد تسمح للمسافر في أحدها بأن يخرج إلى كون آخر أو زمن آخر فهي ممرات كونزمنية وربما تتصل بالثقوب البيضاء من الطرف الآخر منها.

يُعرف الثقب الدودي أيضا باسم جسر آينشتاين-روزين ، هو خاصية طوبوغرافية افتراضية من الزمكان التي من شأنها أن تكون في الأساس “اختصارا” من خلال الزمكان. والثقب هو مثل الكثير من الأنفاق مع وجود طرفين كل في نقطة منفصلة في الزمكان.

إن التعريف المبسط للثقب الدودي كما يمكن تصوره في السطح الفضائي ثنائي الأبعاد (2D)، في هذه الحالة، فإن الثقب يمكن تصويره على سطح 2D من الأنبوب الذي يربط أجزاء مختلفة من السطح. أفواه الثقب هي مماثلة لثقوب على طرفي الأنبوب في طائرة 2D. فإن وجود الثقوب الفعلية تكون مماثلة لهذا ولكن مع الأبعاد المكانية التي يثيرها والتي يمكن أن تكون على غرار تمثيل رياضي حتى إذا وجدنا من المستحيل تصورها. على سبيل المثال، بدلاً من الثقوب الدائرية على متن طائرة 2D، يمكن لأفواه الثقوب الحقيقية أن تكون شبيهة بالكرات في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

إن الباحثين لا يملكون أي أدلة لرصد الثقوب الدودية، ولكن معادلات النظرية النسبية العامة لها حلول صالحة لوجود هذهِ الثقوب. وبسبب قوة أدلة الثقوب من الناحية النظرية، وكلمة الثقب هي واحدة من الاستعارات في الفيزياء الكمية لتدريس نظرية النسبية العامة. وكان النوع الأول من كشف حل معضلة الثقب هو الثقب شوارزشيلد، الذي من شأنه أن يكون موجوداً في شوارزشيلد متري تصف حالة الثقب الأسود الأبدية، ولكن تبين أن هذا النوع من الثقب سينهار جدا بسرعة عن أي شيء لعبور واحدة من النهاية إلى نهاية أخرى. إن الثقوب التي يمكن أن تكون في الواقع قد عبرت في كلا الاتجاهين، والمعروفة باسم الثقوب بالسفر إليه أو عبره، لن يكون ممكناً إلا إذا كانت المسألة الغريبة مع كثافة الطاقة سلبية فيمكن أن تستخدم لتحقيق الاستقرار لها.

في تأثير كازيمير ما يدل على أن نظرية الحقل الكمومي تسمح لكثافة الطاقة في مناطق معينة من الفضاء أن تكون سلبية نسبياً مقارنة بالطاقة الكهربائية العادية، ولقد ثبت أنه من الناحية النظرية أن نظرية الحقل الكمومي تسمح للحالات حيث الطاقة يمكن أن تكون تعسفا سلبية عند نقطة معينة. العديد من الفيزيائيين مثل ستيفن هوكينغ، كيب ثورن, وآخرين وبالتالي القول بأن هذه الآثار قد تجعل من الممكن تحقيق الاستقرار في الثقب المراد السفر إليه أو عبره. ولم يتم العثور على أي عملية في الفيزياء الطبيعية التي يمكن توقعها لتشكيل الثقب بشكل طبيعي في سياق نظرية النسبية العامة، على الرغم من أن رغوة الكم تستخدم أحيانا فرضية تشير إلى أن الثقوب الصغيرة قد تظهر وتختفي من تلقاء نفسها في مقياس بلانك، والإصدارات المستقرة من مثل هذه الثقوب قد اقترحت كما في مرشحى المادة المظلمة . كما تم اقتراح أنه إذا كان الثقب صغيرا والذي استقر مفتوحا من قبل سلسلة كونية سلبية شاملة قد ظهرت في وقت من الانفجار الكبير، كان يمكن أن تكون قد تضخمت إلى حجم نطاق ماكرو من قبل التضخم الكوني.