חורי תולעת הם סיכות מדע בדיוני שיכולות להעביר מטיילים על פני גלקסיות מבלי לדאוג לטיולים של 1, 000 שנה או לחסימות דרכים קוסמיות. חזוי על ידי תורת היחסות הכללית, אובייקטים כאלה הם עדיין רק תיאורטיים - אלא אם כן אתה אבן שואבת.
תוכן קשור
- האם אסטרונאוטים ישרדו טיול בין כוכבים דרך חור תולעת?
- פיזיקה מוזרה יכולה להראות חתול בלתי נראה
שלישיית מדענים באוניברסיטאות אוטונומה דה ברצלונה בנתה מכשיר שמתפקד כמעין חור תולעת לשדות מגנטיים. אם המכשיר ממוקם בתוך שדה מגנטי מיושם, הוא אינו ניתן לגילוי מגנטית. ואם שדה מגנטי אחר עובר דרך חור התולעת, נראה שהוא משאיר שטח לגמרי, ומופיע רק בשני הצדדים.
חור תולעת מגנטי זה לא יביא טלפורטציה של דבר למערכת כוכבים אחרת, אך הוא יכול להציע דרך לבניית מכונות הדמיה לתהודה מגנטית (MRI) שאינן כוללות הצבת חולים בצינור קלסטרופובי.
על פי התיאוריה, חור תולעת מקמט את מרקם הזמן-חלל כך ששני מקומות רחוקים יתחברו, ונסיעות במנהרה לא לוקח זמן. חולי תולעת אינם אסורים באופן מוחלט על ידי הפיזיקה, מכיוון שהם מופיעים בפתרונות מסוימים של משוואות היחסות של איינשטיין, אך יש ויכוחים ערים בקרב הפיזיקאים אם הם אפשריים ביקום שלנו. במקביל, מחקרים קודמים הראו כי יתכן שניתן לבנות חור תולעת מפושט במעבדה שיאפשר לגלים אלקטרומגנטיים לנוע במנהרה בלתי נראית.
כדי ליצור את חור התולעת שלהם, פרופסור לפיזיקה אלברו סאנצ'ס וצוותו התחילו עם שטח של 3.2 אינץ 'של נחושת, יטריום, חמצן ופחמן - סגסוגת נפוצה למוליכי-על מסחריים. הם הקיפו אותה בשכבת פלסטיק וכיסו אותה בשכבה דקה נוספת של חומר פרומגנטי.
"הקפנו אותו ב'מטרה 'מעוצבת בקפידה לביטול השדה", אומר סאנצ'ס.
לתחום שכבתי היה חור בו, ובאמצעותו הציבו החוקרים צינור מתכת מגולגל שהיה גם ממוגנט - למעשה, מגנט דיפול רזה. הצוות הפעיל שדה מגנטי והכניס את כל המנגנון לתוכו, באמצעות חנקן נוזלי כדי לקרר את הכדור ולשמור על מוליכות העל של סגסוגת המתכת.
בדרך כלל, קווי השדה המגנטי המקיפים מוליך-על ממוגנטים יתכופפו ויתעוותו - לא בניגוד לעיוות הזמן-המרחב הנגרם מכוח הכבידה העז. זה לא קרה. במקום זאת, השדה המגנטי שמסביב פשוט עבר ממש ליד הכדור כאילו שום דבר לא היה שם.
איור של חור התולעת המגנטי וחתך הרוחב שלו מציג את השכבות בפנים. (ג'ורדי פראט-מחנות ואוניברסיטאות אוטונומה דה ברצלונה) השלב האחרון היה בדיקת חור התולעת. הגליל הממוגנט הראה שני קטבים עד שנשלח לתחום. כשהוא עבר דרך המכשיר, נראה כי שדה הצילינדר קורץ החוצה, והופיע רק בפי חור התולעת. בעוד הצילינדר לא נע מהר מאור, הוא נע ללא הפרעה ובלתי נראה בין שני אזורים בחלל, תוך שהוא מעלה את דמותו של חור תולעת קלאסי.
וכאשר הצילינדר הגיח מקצהו השני של הכדור, ניתן היה לראות רק את הקוטב שבלט החוצה, ויצר אשליה של מונופול מגנטי - דבר שלא קיים באמת בטבע.
מתי לאסאס, מתמטיקאי מאוניברסיטת הלסינקי שחקר גלימות מגנטיות, אומר שלמרות שמונופול זה הוא אשליה, הוא עדיין יכול להציע תובנות לגבי דרכי המונופול התיאורטיות. "זו דרך לשטות במשוואות", הוא אומר.
מבחינה מעשית, ההפגנה מראה שאפשר להגן על שדות מגנטיים כדי שלא יפריעו זה לזה, אומר סאנצ'ס. כאן נכנסת היישום למכונות MRI.
גוף האדם הוא ברובו מים, המכילים אטומי מימן העשויים מחלקיקים קטנים יותר הנקראים פרוטונים שכל אחד מסתובב על ציר. בדרך כלל ספינים אלו מיושרים באופן אקראי. בדיקת בדיקת MRI פועלת על ידי יצירת שדה מגנטי חזק, הגורם לפרוטונים להתיישר כמו סדיני ברזל. לאחר מכן מכונה המכונה פולסים של גלי רדיו באזור שצילם, ומוציאה את הפרוטונים מיושר. כשהם מתנדנדים לאחור כדי להתיישר מחדש עם השדה המגנטי, הפרוטונים מפטרים גלי רדיו, ורקמות הגוף "זוהרות" באורכי הגל ההם.
כדי לכוון שדה מגנטי חזק לגוף, מכונות MRI נוכחיות כוללות הכנסת החולה בתוך סליל מגנטי ענק המקורר לטמפרטורות קריוגניות. מכונות אלה הינן בעצם צינורות דמויי ארון קבורה, אשר מטופלים רבים מוצאים דחוסים ומעוררים חרדה. במקום זאת, מתיחת הכדור לצורת חוט עשויה לאפשר לכוון שדה חזק וחסר הפרעה לכל חלק בגוף שאתה רוצה מבלי להקיף את המטופל, אומר סאנצ'ס.
בנוסף, אפקט הסיכוך עשוי לאפשר למהנדסים לבנות MRI המשתמש בחיישנים מרובים, באמצעות תדרי רדיו שונים ולהסתכל על חלקי גוף שונים כולם בו זמנית - ללא הפרעה. ניתן להשתמש בתדרים השונים כדי לצלם בצורה ברורה יותר חלקים בגוף שקשה יותר לראות כאשר המטופל שוכב עם זרועותיו לצדיהם.
היכולת להגן על שדות מגנטיים, במיוחד אם ניתן לעשות זאת באזורים קטנים, עשויה לעזור גם בהדמיה בזמן ניתוחים, אומר לאסאס. הוא מציין שלרוב צריך להסיר מתכת כלשהי מסביב ל- MRI - היו מקרים של פגיעות כשחפצי מתכת לא מאובטחים עברו ברחבי החדר. יותר מזה, מתכת מפריעה להדמיה.
"אתה מביא משהו קטן, וזה מקלקל את הדימוי, " הוא אומר. "כך שעכשיו אם יש לך חור תולעת מגנטי זה, יש לך צינור ואתה יכול לעבור דברים מבלי להפריע לתמונה. אולי אפשר לקבל תמונה ולעשות ניתוח באותו זמן."
עם זאת, יישומים כאלה הם דרכים לדרך, וחלק מהמומחים בתחום עדיין ספקנים שהמכשיר יהיה שימושי ליותר מדוגמנות תיאורטית. "הם לא נותנים הרבה פרטים על עיצוב [המכשירים] שלהם, אז אני קצת מהסס לאשר את מסקנותיהם, " אומר סר ג'ון פנדרי, פרופסור לפיזיקה במכללת האימפריאל קולג 'בלונדון ומנהל משותף של המרכז לפלסמוניקה & חומרים מתכות.
"עם זאת, נכון שבאמצעות מניפולציה של ההיתר והחדירות ניתן לדמות כמה עיוותים טופולוגיים יוצאי דופן של החלל, לפחות בכל מה שקשור לשדות אלקטרומגנטיים."
