Wormholes - cổng ngáp có thể về mặt lý thuyết có thể kết nối các điểm ở xa trong không-thời gian - thường được minh họa là các giếng trọng lực được liên kết bởi một đường hầm hẹp.
Nhưng hình dạng chính xác của chúng đã được biết đến.
Tuy nhiên, bây giờ, một nhà vật lý ở Nga đã nghĩ ra một phương pháp để đo hình dạng của các lỗ sâu đối xứng - mặc dù chúng chưa được chứng minh là tồn tại - dựa trên cách các vật thể có thể ảnh hưởng đến ánh sáng và trọng lực.
Về lý thuyết, các lỗ sâu đục có thể đi qua được, hoặc cổng bốn chiều trong không gian, có thể hoạt động giống như thế này: Ở một đầu, lực kéo không thể cưỡng lại của lỗ đen sẽ hút vật chất vào một đường hầm nối ở đầu kia với "lỗ trắng," "Sẽ phát sinh vấn đề tại một địa điểm cách xa điểm xuất phát của vật liệu trong không gian và thời gian, theo trang web chị em của Live Science, Space.com. Mặc dù các nhà khoa học đã quan sát bằng chứng về các lỗ đen trong vũ trụ, các lỗ trắng chưa bao giờ được tìm thấy.
Do đó, Wormholes (và khả năng di chuyển giữa các vì sao mà họ đề xuất) vẫn chưa được chứng minh, mặc dù lý thuyết tương đối rộng của Albert Einstein để lại sự tồn tại của các vật thể.
Tuy nhiên, mặc dù lỗ sâu đục có thể tồn tại hoặc không tồn tại, các nhà khoa học biết rất nhiều về hành vi của ánh sáng và sóng hấp dẫn. Cái sau là những gợn sóng trong không-thời gian xoay quanh các vật thể lớn như lỗ đen.
Một nghiên cứu mới cho biết, một thuộc tính lỗ sâu đục có thể được quan sát, mặc dù gián tiếp, là một dịch chuyển đỏ trong ánh sáng gần vật thể, nghiên cứu mới cho biết. (Dịch chuyển đỏ là sự giảm tần số của bước sóng ánh sáng khi chúng đi ra khỏi một vật thể, dẫn đến sự dịch chuyển sang phần màu đỏ của quang phổ.)
Nếu bạn biết làm thế nào ánh sáng xung quanh một lỗ giun tiềm năng bị lệch, thì bạn có thể sử dụng tần số của sóng hấp dẫn, hoặc tần suất chúng dao động, để dự đoán hình dạng của lỗ giun đối xứng, tác giả nghiên cứu Roman Konoplya cho biết. Ông là phó giáo sư của Viện trọng lực và vũ trụ học tại Đại học hữu nghị nhân dân Nga (RUDN).
Thông thường, các nhà nghiên cứu làm việc theo cách khác, nhìn vào hình dạng của các hình dạng đã biết để tính toán cách thức ánh sáng và trọng lực hành xử, Konoplya nói với Live Science trong một email.
Konoplya nói, sẽ có một vài phương pháp để kiểm tra dịch chuyển đỏ gần lỗ sâu đục tiềm năng. Người ta sẽ sử dụng thấu kính hấp dẫn, hoặc sự bẻ cong của các tia sáng khi chúng đi qua các vật thể lớn - như, có thể là các lỗ sâu đục. Ống kính này sẽ được đo bằng hiệu ứng của nó đối với ánh sáng mờ đến từ các ngôi sao ở xa (hoặc trên ánh sáng sáng hơn từ một ngôi sao gần đó "nếu chúng ta rất, rất may mắn", Konoplya nói). Một phương pháp khác sẽ đo bức xạ điện từ gần lỗ giun vì nó thu hút nhiều vật chất hơn, ông giải thích.
Hãy nghĩ về phương trình theo cách này: Nếu bạn đánh trống, hành vi của sóng âm do rung động của da taut có thể tiết lộ hình dạng của trống, Jolyon Bloomfield, giảng viên khoa vật lý tại Viện Công nghệ Massachusetts, nói với Live Khoa học.
"Tất cả các tần số khác nhau - cho bạn biết các chế độ rung khác nhau của làn da căng bóng đó," Bloomfield nói. Trong khi đó, các đỉnh và thung lũng của những rung động đó dần dần phân rã theo thời gian, điều này cho thấy các chế độ được "làm ẩm" như thế nào. Hai thông tin đó có thể giúp bạn xác định hình dạng của trống, Bloomfield nói.
"Những gì bài báo này đang làm là một điều tương tự đối với một lỗ sâu đục. Nếu chúng ta thực sự có thể 'lắng nghe' các tần số dao động của lỗ sâu đục với độ chính xác đủ, chúng ta có thể suy ra hình dạng của lỗ sâu đục bằng quang phổ của tần số và tốc độ chúng phân rã nhanh như thế nào ", ông giải thích.
Trong phương trình của mình, Konoplya lấy các giá trị dịch chuyển đỏ của một lỗ giun và sau đó kết hợp cơ học lượng tử, hoặc vật lý của các hạt hạ nguyên tử nhỏ, để ước tính các gợn sóng hấp dẫn trong không gian sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sóng điện từ của lỗ giun. Từ đó, ông đã xây dựng một phương trình để tính toán hình dạng và khối lượng hình học của một lỗ sâu đục, ông đã báo cáo trong nghiên cứu.
Công nghệ đo sóng hấp dẫn chỉ mới xuất hiện từ năm 2015, với sự ra đời của Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO). Giờ đây, các nhà nghiên cứu tìm cách tinh chỉnh các phép đo LIGO, vì dữ liệu tốt hơn có thể giúp các nhà khoa học cuối cùng xác định liệu có vật chất kỳ lạ trong vũ trụ hay không - vật chất được tạo thành từ các khối xây dựng không giống như các hạt nguyên tử thông thường. Vật liệu đó có thể hỗ trợ các vật thể như lỗ sâu đục, Bloomfield nói với Live Science.
Hiện tại, ít nhất, các lỗ sâu đục chỉ là lý thuyết, vì vậy phương trình của Konoplya không đại diện cho bất kỳ phép đo thực tế thực tế nào, ông viết trong email. Và các máy dò như LIGOmeasure chỉ có một tần số sóng hấp dẫn, trong khi bạn sẽ cần một vài tần số để dự đoán hình dạng của lỗ giun, Konoplya nói.
"Từ dữ liệu nghèo nàn như vậy, không thể trích xuất đủ thông tin cho một thứ phức tạp như hình học của một vật thể nhỏ gọn", Konoplya viết trong email.
Các nghiên cứu trong tương lai có thể cung cấp một cái nhìn chi tiết hơn nữa về hình dạng và tính chất của một lỗ sâu đục, Konoplya nói.
"Kết quả của chúng tôi cũng có thể được áp dụng cho các lỗ sâu quay, miễn là chúng đủ đối xứng," ông nói thêm.
Kết quả được công bố trực tuyến ngày 10 tháng 9 trên tạp chí Vật lý B.
