نگاهی به آسمان پرستاره
وقتی زیر آسمان پرستاره می‌ایستیم و نور لرزان ستاره‌ها وکهکشان‌ها را دنبال می‌کنیم، همیشه یک
پرسش در ذهنمان شکل می‌گیرد، آیا راهی وجود دارد که بتوانیم فاصله‌های نجومی را بدون
گذر از مسیرهای طولانی طی کنیم؟ آیا ممکن است تونل‌های پنهانی در دل کیهان وجود داشته
باشند که ما را نه تنها به اعماق فضا، بلکه شاید به آینده یا گذشته ببرند؟ اخترفیزیکدانان
نامی جذاب برای این ایده گذاشته‌اند، کرم‌چاله یا
Wormhole
کرم‌چاله‌ها اگر وجود داشته باشند، همانند تونل‌هایی در بافت فضا و زمان هستند که دو نقطه بسیار دور را به طور مستقیم به هم متصل می‌کنند. این ایده نخستین‌بار از دل معادلات نسبیت عام اینشتین بیرون آمد؛ نظریه‌ای که اساس درک ما از گرانش و ساختار جهان است.
کرم‌چاله چیست؟
برای درک و تصور ساده‌تر، یک کاغذ را بردارید و دو نقطه دور از هم روی آن رسم کنید. حالا اگر کاغذ را تا بزنید و یک سوراخ کوچک ایجاد کنید، می‌توانید این دو نقطه را به‌طور مستقیم به هم وصل کنید، بدون اینکه مسیر طولانی روی کاغذ را طی کنید. این استعاره ساده‌ای از همان چیزی است که فیزیکدانان «کرم‌چاله» می‌نامند.از نظر علمی، کرم‌چاله‌ها راه‌حل‌های ریاضی معادلات اینشتین هستند. در سال ۱۹۳۵، اینشتین و ناتان روزن مدلی به نام «پل اینشتین – روزن» ارائه دادند که همان مفهوم اولیه کرم‌چاله‌ها بود. هرچند این مدل ناپایدار بود و به سرعت فرو می‌ریخت، اما جرقه‌ای شد برای دهه‌ها پژوهش علمی.
کرم‌چاله در دنیای علمی و تخیلی
فیلم‌ها و رمان‌های علمی و تخیلی بارها از کرم‌چاله‌ها استفاده کرده‌اند. در این آثار، کرم‌چاله‌ها به شکل دروازه‌های کیهانی تصور می‌شوند که انسان را در کسری از ثانیه از کهکشانی به کهکشان دیگر می‌برند، یا حتی امکان سفر در زمان را فراهم می‌کنند.فیلم‌هایی مثل Interstellar یا Contact از همین ایده‌ها الهام گرفته‌اند. در Interstellar، ناسا با کمک یک کرم‌چاله فرضی نزدیک سیاره‌ی زحل به جهان‌های دیگر سفر می‌کند. این تخیل‌ها گرچه هنوز از نظر علمی ثابت نشده‌اند، اما ذهن‌ها را به سمت پرسش‌های بزرگی درباره ماهیت فضا و زمان باز می‌کنند.
آیا کرم‌چاله‌ها واقعاً وجود دارند؟
تا امروز، هیچ مدرک رصدی برای وجود کرم‌چاله‌ها پیدا نشده است. تلسکوپ‌ها و رصدخانه‌های موج گرانشی مثل LIGO و Virgo به دنبال نشانه‌هایی هستند که شاید بتواند وجود این پدیده‌ها را تأیید یا رد کند. برخی فیزیکدانان معتقدند اگر روزی کرم‌چاله‌ای پایدار در جهان وجود داشته باشد، ممکن است مانند یک سیاه‌چاله عجیب به نظر برسد، اما با ویژگی‌هایی متفاوت.
ماده عجیب و انرژی منفی
بزرگ‌ترین چالش در مورد کرم‌چاله‌ها، پایداری آن‌هاست. طبق معادلات نسبیت عام، دهانه‌ی کرم‌چاله‌ها به سرعت بسته می‌شود. برای اینکه یک کرم‌چاله قابل عبور باشد، نیاز داریم آن را با ماده‌ای عجیب پایدار کنیم؛ ماده‌ای که دارای انرژی منفی باشد.ایده‌ی انرژی منفی در پدیده‌ای به نام اثر کازیمیر (casmir effect)دیده شده است. در آزمایشگاه، وقتی دو صفحه فلزی بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند، میدان‌های کوانتومی بین آن‌ها باعث ایجاد فشار خلأ و نوعی انرژی منفی می‌شود. این نشان می‌دهد که انرژی منفی در نظریه ممکن است وجود داشته باشد، اما برای پایدار نگه داشتن یک کرم‌چاله، به مقدار عظیمی از آن نیاز داریم؛ چیزی بسیار فراتر از توان فعلی انسان.
کرم‌چاله‌ها و سفر در زمان
یکی از بحث‌برانگیزترین جنبه‌های کرم‌چاله‌ها، امکان سفر در زمان است. برخی مدل‌های نظری نشان می‌دهند اگر یک دهانه‌ی کرم‌چاله با سرعت نزدیک نور حرکت کند و سپس دوباره به حالت عادی بازگردد، اختلاف زمانی میان دو دهانه ایجاد می‌شود. این یعنی کسی که وارد یک دهانه شود، ممکن است در زمان متفاوتی از دهانه دیگر بیرون بیاید.البته این ایده‌ها بیشتر در قلمرو ریاضیات و نظریه هستند. بسیاری از فیزیکدانان معتقدند قوانین فیزیک کوانتومی یا اصل «حفاظت علیت» اجازه نمی‌دهند چنین سفرهایی واقعا اتفاق بیفتد. اما همچنان بحث‌ها همچنان ادامه دارد و این موضوعات از جذاب‌ترین پرسش‌های فیزیک نظری است.
نقش فیزیک کوانتومی
برای درک بهتر کرم‌چاله‌ها، دانشمندان به دنبال پیوند بین نسبیت عام که
(ساختار بزرگ جهان را توضیح می‌دهد) و مکانیک کوانتومی که (دنیای ریزاتمی را توصیف
می‌کند) هستند. نظریه‌هایی مثل گرانش کوانتومی حلقه‌ای یا نظریه ریسمان تلاش می‌کنند
این دو را با هم ترکیب کنند. برخی پژوهش‌ها نشان داده‌اند که شاید کرم‌چاله‌ها با مفهومی
به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی مرتبط باشند؛ ایده‌ای که توسط مالداسنا و ساسکیند در قالب
عبارت مشهور ER=EPR مطرح شد.
این نظریه مطرح می‌کند که «پل اینشتین–رزن» (ER) یا همان کرم‌چاله، می‌تواند صورت دیگری از «درهم‌تنیدگی کوانتومی» (EPR) باشد. به بیان دیگر، شاید ارتباط عمیق و مرموزی
که در مکانیک کوانتوم میان دو ذره‌ی درهم‌تنیده وجود دارد، همان ماهیتی باشد که در
فیزیک نسبیت عام به شکل یک کرم‌چاله دیده می‌شود. اگر این فرضیه درست باشد، آنگاه درک
ما از کرم‌چاله‌ها فقط به ساختار فضا و زمان محدود نخواهد شد، بلکه به مفهومی بنیادی‌تر
یعنی ماهیت اطلاعات در جهان گره می‌خورد. این دیدگاه می‌تواند پلی میان دو ستون اصلی
فیزیک یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم ایجاد کند و راهی تازه برای فهم وحدت آن‌ها
پیش روی ما بگذارد.
آینده پژوهش‌ها: آیا روزی به کرم‌چاله سفر می‌کنیم؟
اکنون فیزیکدانان در حال طراحی مدل‌های ریاضی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هستند تا رفتار احتمالی کرم‌چاله‌ها را بررسی کنند. ابزارهایی مانند ابرکامپیوترها و تلسکوپ‌های امواج گرانشی می‌توانند در آینده به ما کمک کنند تا نشانه‌هایی غیرمستقیم از وجود چنین ساختارهایی پیدا کنیم.اگرچه بعید است در آینده نزدیک بتوانیم به درون کرم‌چاله سفر کنیم، اما همین پژوهش‌ها دریچه‌ای تازه به روی شناخت ما از کیهان باز می‌کنند. حتی اگر کرم‌چاله‌ها هرگز در عمل قابل استفاده نباشند، مطالعه‌ی آن‌ها ما را به سمت کشف سایر اطلاعات درباره‌ی فضا، زمان و مرزهای علم می‌برد.
نتیجه‌گیری
کرم‌چاله‌ها ترکیبی جادویی از علم و خیال هستند. از یک سو، ریشه در نظریه‌های
ریاضی بسیار دقیق دارند؛ از سوی دیگر، دریچه‌ای برای تخیل بشر به‌سوی آینده‌اند. ما
هنوز هیچ کرم‌چاله‌ای در جهان واقعی ندیده‌ایم، اما پرداختن به آن‌ها هم ذهن ما را
به چالش می‌کشد، هم الهام‌بخش نسل‌های آینده برای کشف اسرار کیهان است. وقتی به آسمان
شب نگاه می‌کنیم و نور ستاره‌ها را می‌بینیم، شاید در اعماق تاریک و پنهان جهان، تونل‌هایی
از زمان و فضا وجود داشته باشند که ما هنوز توان دیدنشان را نداریم. و چه بسا روزی
علم، خیال را به واقعیت تبدیل کند.