「時空は、宇宙を横断するショートカットであるワームホールで満たされている可能性があります。」 アルバート・アインシュタインの一般相対性理論の方程式から生まれたこの魅力的なアイデアは、科学的探求とSF愛好家の想像力の両方に火をつけてきました。
アインシュタイン・ローゼンブリッジとしても知られるワームホールは、時空の遠い点を接続できる仮説上のトンネルです。 広大な距離を縮め、タイムトラベルさえも可能にする、魅力的な宇宙のショートカットの可能性を提供します。 しかし、その存在と実現可能性は、激しい議論の対象であり続けています。
ワームホールの概念は、1916年にオーストリアの物理学者ルートヴィヒ・フラムによって最初に提案されました。 彼はアインシュタインの方程式を調査し、ブラックホールの対応物として「ホワイトホール」の存在を提案しました。 これらの構造は重力トンネルとして機能する可能性がありますが、その安定性とサイズは大きな課題をもたらします。
大きなハードルの1つは、ワームホールの脆弱性です。 それらを通過しようとする通常の物質は、重力引力のためにトンネルを崩壊させる可能性があります。 それらを開いたままにするには、負のエネルギー密度を持つエキゾチックな物質が必要になります。これは、特定の量子場理論の状態でのみ観察される物質の一種です。
さらに、ワームホールは微視的であると予測されており、推定サイズは10^-33センチメートルであり、人間の通過には実用的ではありません。 これらの制限にもかかわらず、最近の研究では、これらの構造を安定させる方法が検討されています。
2017年、物理学者のPing Gao、Daniel Jafferis、Aron Wallは、アインシュタインが「距離での不気味な作用」と呼んだ現象である量子もつれに基づいた方法を提案しました。 この理論は、もつれが、ワームホールを開いたままにするために必要なエキゾチックな成分を提供する可能性があることを示唆しています。ただし、微視的なレベルでのみです。
このアプローチは、Juan MaldacenaとAlexey Milekhinによるものなど、新しい研究にインスピレーションを与え、暗黒物質がより大きなワームホールの形成に重要な役割を果たす可能性があることを示唆していますが、これらのアイデアはまだ証明されていません。 ワームホールへの関心は、宇宙旅行の可能性を超えて広がっています。
最近の研究では、ワームホールの形成を量子もつれと弦理論に関連付け、時空と重力の性質に関する手がかりを提供する可能性があります。 物理学者のJulian Sonnerは、物質の基本的な構成要素であるクォークのもつれが、理論的にはワームホールを生成する可能性があることを示しました。
この発見は、私たちが理解している重力が、量子もつれの出現の結果である可能性があることを示唆しています。 しかし、ワームホールを時間または空間旅行に使用する可能性は非常に推測的です。 ワームホールは時間の異なる点を接続する可能性がありますが、それらをタイムマシンに変えるには、記念碑的な努力が必要です。
さらに、物理法則は、これらの構造を通る人間の移動を禁止する可能性があります。 ミシガン大学の物理学者であり教授であるスティーブン・スーが述べたように、人間は近い将来これを行うことはなく、これはこの理論に関する過去の信念を否定しています。