«Διαγαλαξιακό μετρό» από..τα Γιαννιτσά! Εξπρές της σκουληκότρυπας..

Η Eλληνίδα ερευνήτρια Παναγιώτα Καντή, εξετάζει τη δυνατότητα ταξιδιών στο σύμπαν μέσα από χωροχρονικά τούνελ.

Η Παναγιώτα Καντή κατάγεται από τα Γιαννιτσά, έμαθε Φυσική στα Ιωάννινα και με το μυαλό της σχεδιάζει σταθερές και αξιόπιστες διαστημικές σκουληκότρυπες, προκαλώντας το ενδιαφέρον της παγκόσμιας κοινότητας των αστροφυσικών. Το εβδομαδιαίο περιοδικό New Scientist στο τεύχος της 10ης Μαρτίου 2012 είχε τη μελέτη της στο εξώφυλλό του, με τίτλο «Διαγαλαξιακό μετρό: επιβίβαση στη σκουληκότρυπα-εξπρές», αναφέροντας ότι αυτή και η ομάδα της ερευνούν τη δυνατότητα ταξιδιών στο σύμπαν μέσα από χωροχρονικά τούνελ, συνεχίζοντας το έργο που είχε αφήσει ημιτελές ο Αϊνστάιν.


Οι σκουληκότρυπες εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία δείχνει ότι η βαρύτητα δεν είναι τίποτα περισσότερο από την κρυφή στρέβλωση του χωροχρόνου από την ενέργεια, συνήθως τη μάζα και την ενέργεια των άστρων και των γαλαξιών. 

Λίγο μετά αφού ο Αϊνστάιν δημοσίευσε τις εξισώσεις του το 1916, ο Αυστριακός φυσικός Ludwig Flamm ανακάλυψε ότι προβλέπουν και αγωγούς μέσα στον χώρο και το χρόνο. Ο Αϊνστάιν έκανε αργότερα λεπτομερείς έρευνες στις σκουληκότρυπες μαζί με τον Nathan Rosen. Το 1935, υπέθεσαν ότι αποτελείται από δύο μαύρες τρύπες, που συνδέονται με μια σήραγγα μέσα στον χωρο-χρόνο. Το ταξίδι μέσα από την σκουληκότρυπά τους ήταν δυνατό μόνο εάν οι μαύρες τρύπες στα δύο άκρα ήταν ειδικού τύπου ή είδους.


Μια συμβατική μαύρη τρύπα έχει τέτοιο ισχυρό βαρυτικό πεδίο που τα υλικά που απορροφούνται από αυτήν, δεν μπορούν ποτέ να ξεφύγουν από τη στιγμή που έχουν περάσει από τον ορίζοντα γεγονότων. Οι μαύρες τρύπες στο τέλος της σκουληκότρυπας των Αϊνστάιν-Ρόζεν θα πρέπει να είναι απαλλαγμένες από τα εν λόγω χωρίς επιστροφή σημεία.


Οι σκουληκότρυπες Einstein – Rosen φαίνονταν το ίδιο περίεργες και για έναν άλλο λόγο: ο προορισμός τους ήταν αδιανόητος. Οι σκουληκότρυπες συνέδεαν το σύμπαν μας με μία περιοχή του διαστήματος αλλά σε ένα παράλληλο σύμπαν, ίσως με τα δικά τους άστρα και πλανήτες ή με τους δικούς του γαλαξίες.


Το 1955, ο Αμερικανός φυσικός John Wheeler, μιλάει για έναν άλλο τύπο σκουληκότρυπας, έδειξε ότι ήταν δυνατό να συνδεθούν δύο περιοχές του διαστήματος μέσα στο σύμπαν μας, το οποίο θα ήταν πολύ πιο χρήσιμο για ένα γρήγορο διαγαλαξιακό ταξίδι. Επινόησε μάλιστα και το πιασάρικο όνομα σκουληκότρυπα όπως είχε βαφτίσει κάποτε και τις μαύρες τρύπες.


Το πρόβλημα είναι ότι οι σκουληκότρυπες των Wheeler, Einstein και Rosen έχουν όλες το ίδιο ελάττωμα. Είναι ασταθείς. Η αποστολή με αυτές ακόμη και ενός απλού φωτονίου δίνει το έναυσμα για τη δημιουργία ενός ορίζοντα γεγονότων, ο οποίος ουσιαστικά ‘ασφαλίζει’ την σκουληκότρυπα.

 Βίντεο: Πώς θα έμοιαζε ένα ταξίδι μέσα απο μία σκουληκότρυπα.

Το αρχικό ερευνητικό πεδίο της κ. Καντή, αυτό που αποτέλεσε τη βάση για την επιστημονική της ανέλιξη, ήταν οι μαύρες τρύπες. Μέσα από αυτές άρχισε να κρυφοκοιτάζει τα μυστικά του σύμπαντος και να αναζητεί λύσεις. «Το 1995 έκανα το διδακτορικό μου στο Πανεπιστήμιο των Ιωαννίνων και μελετούσαμε πάλι την ίδια θεωρία με σκοπό να βγάλω λύσεις μαύρων οπών. Δηλαδή, τη θεωρία, όπως αναφέρεται και στη δημοσίευση, Dilatonic-Einstein-Gauss-Bonnet, η οποία προέρχεται από τις θεωρίες των υπερχορδών. Μια οικογένεια λύσεων, που βρήκαμε τότε, δεν είχε τα χαρακτηριστικά των μαύρων οπών αλλά συνδεόταν μαζί τους. Δεν δώσαμε ερμηνεία, απλώς τις αναφέραμε σε μία από τις επιστημονικές εργασίες που είχε γράψει η ομάδα μας και το αφήσαμε».


Διδακτορικό-σταθμός

Δεν έχει, όμως, μόνο το σύμπαν παράδοξα αλλά και η ζωή, με τις απροσδόκητες τροπές που δίνει στα γεγονότα. Η ξεχασμένη οικογένεια λύσεων, ενός ταπεινού στη χώρα προέλευσης διδακτορικού, αποτέλεσε τη βάση μιας μελέτης που κέρδισε το ενδιαφέρον της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας. «Αρκετά χρόνια αργότερα, οι σημερινοί Γερμανοί συνεργάτες μου, ο Μπέρτχαρντ Κλαϊχάουζ και η Γιούτα Κουνζ από το Πανεπιστήμιο του Ολτενμπουργκ θεώρησαν ότι εκείνη η αναφορά θα ήταν ένα καλό παράδειγμα λύσεων σκουληκότρυπων. Ετσι, ήρθαν σε επικοινωνία μαζί μου και προσπαθήσαμε να δούμε τα χαρακτηριστικά αυτών των λύσεων». Η μελέτη των τριών επιστημόνων δεν πέρασε απαρατήρητη από το έγκριτο βρετανικό επιστημονικό περιοδικό, το οποίο της αφιέρωσε εξώφυλλο.


Στο άρθρο του αναφέρει: «Δεν είναι συνηθισμένο φαινόμενο ένα θέμα της επιστημονικής φαντασίας να πλησιάζει στην πραγματικότητα. Αυτό φαίνεται ότι συμβαίνει με τις σκουληκότρυπες. Θεωρητικά η είσοδος σε ένα από αυτά τα τούνελ του χωροχρόνου μπορεί να οδηγήσει στον Πλούτωνα, στον γαλαξία της Ανδρομέδας ή εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Δεν αποτελεί έκπληξη ότι κανείς δεν έχει φτάσει κοντά στη θεωρητική κατασκευή μιας τέτοιας οπής. Ακόμη και στο χαρτί, είναι ασταθείς και έχουν την τάση να κλείνουν κατευθείαν, εκτός και αν διατηρηθούν ανοιχτές με τη χρήση σκοτεινής ύλης. Τώρα, όλα αυτά άλλαξαν. Μια ερευνητική ομάδα με Γερμανούς και Ελληνες επιστήμονες έδειξε ότι είναι δυνατή η κατασκευή σκουληκότρυπων δίχως να απαιτείται η ύπαρξη της αμφισβητούμενης σκοτεινής ενέργειας».

Τεράστιες επιταχύνσεις

Οπως αναφέρει η κυρία Καντή, το πέρασμα μέσα από μία σκουληκότρυπα θα έμοιαζε με «ένα ταξίδι, όπως είναι αυτό που κάνουν τα διαστημόπλοιά μας». Μόνο που, εκτός του ότι μέσα από την καμπύλωση του χωροχρόνου θα γίνονται εφικτά άλματα μέσα στο σύμπαν, οι επιταχύνσεις θεωρητικά θα είναι τεράστιες.


«Για να είναι μία σκουληκότρυπα ρεαλιστική, θα πρέπει ένας ταξιδιώτης, ας το πούμε έτσι, που θα ήθελε να περάσει από μέσα να μη δέχεται πολύ μεγάλες επιταχύνσεις. Στα υπερηχητικά αεροπλάνα, φτάνουμε μέχρι 2 G, δηλαδή δύο φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας επάνω στη Γη, το πολύ τρία. Επομένως, για να επιτύχουμε οι όποιες επιταχύνσεις να είναι σχετικά μικρές, θα πρέπει το στόμιο να είναι πάρα πολύ μεγάλο. Δηλαδή να είναι περίπου δέκα έτη φωτός. Αν φυσικά τέτοιες λύσεις υπάρχουν στη φύση, τότε θα πρέπει με κάποιο τρόπο να μπορέσουμε να τις ανιχνεύσουμε».

Επιστροφή στα Ιωάννινα

Η ακαδημαϊκή διαδρομή της Παναγιώτας Καντή είχε τη δική της παραδοξότητα. Από τη γενέτειρά της, βρέθηκε στο Πανεπιστήμιο των Ιωαννίνων να ερευνά μαύρες οπές, μέχρι το διδακτορικό της. Από εκεί στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα, στη Scuola Normale Superiore της Ιταλίας και με υποτροφία στο CERN να μελετά τους κινδύνους που μπορεί να προκύψουν από επιταχυντές όπως ο LHC (Large Hadron Collider). Κατόπιν στην Οξφόρδη, στο Πανεπιστήμιο του Ντάραμ και, τελικά, αναπληρώτρια καθηγήτρια στις αίθουσες όπου διδάχθηκε Φυσική, στα Ιωάννινα. Το πέρασμά της από τόσο σημαντικά εκπαιδευτικά ιδρύματα και οι δυνατότητες που αυτά της παρείχαν προκαλούν εύλογα ερωτήματα για τους λόγους που επέστρεψε στην Ελλάδα. «Είχα περάσει δέκα χρόνια στο εξωτερικό και μπορούσα πολύ άνετα να συνεχίσω να ζω εκεί. Είχα όλες τις ευκαιρίες. Επέλεξα την επιστροφή στην Ελλάδα γιατί θεώρησα ότι το χρωστούσα να γυρίσω εδώ. Στο Πανεπιστήμιο των Ιωαννίνων έμαθα, έρευνα, Φυσική. Ηθελα να διδάξω κι εγώ με τη σειρά μου νέα παιδιά και να τα ωθήσω προς το εξωτερικό».

Πηγή:   

http://www.physics4u.gr/blog/?p=4784

http://www.newscientist.com/video/1496944675001-journey-through-a-wormhole.html

www.kathimerini.gr

Το επιστημονικό έργο της Π. Καντή:

Stable Lorentzian Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory

Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory

 

Ολόκληρη η συνέντευξη της Π. Καντή:

http://www.fhr.gr/4dcgi/_w_articles_kathciv_10543_06/04/2012_436908