Lubang cacing adalah andalan dalam fiksi ilmiah, memberikan para pahlawan kita cara cepat dan mudah untuk melakukan perjalanan keliling Alam Semesta secara instan. Meskipun fiksi ilmiah membuat mereka populer, lubang cacing memiliki asal mereka dalam sains - ruangwaktu yang menyimpang seperti ini secara teori dimungkinkan. Tetapi menurut Dr. Stephen Hsu dari University of Oregon membangun lubang cacing mungkin tidak mungkin.
Dengarkan wawancara: Lubang Cacing yang Tidak Mungkin (4,5 mb)
Atau berlangganan ke Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Sekarang, saya sudah menonton episode Star Trek saya. Seberapa baik ini mempersiapkan saya untuk pemahaman ilmiah aktual dari lubang cacing?
Stephen Hsu: Di Star Trek mereka tidak benar-benar menggunakan lubang cacing, tapi mungkin pengobatan terbaik dalam sci-fi untuk lubang cacing adalah di film Contact, yang didasarkan pada buku karya Carl Sagan. Dan sebenarnya secara historis, ketika Sagan sedang menulis novel - Sagan adalah seorang profesor astronomi - ia menghubungi seorang ahli Relativitas Umum, seorang pria bernama Kip Thorne, di Caltech, dan ingin memastikan bahwa cara lubang cacing dirawat di Kontak sebenarnya sama hampir menjadi benar secara ilmiah mungkin. Dan itu sebenarnya merangsang Thorne untuk melakukan banyak penelitian tentang lubang cacing. Pekerjaan kita sebenarnya merupakan perpanjangan dari hal-hal yang dia lakukan.
Fraser: Jadi jika Anda ingin membangun lubang cacing, secara teori, apa yang akan Anda lakukan?
Hsu: Anda harus memiliki materi yang sangat aneh atau eksotis dan materi itu harus memiliki tekanan yang sangat negatif. Ternyata untuk menstabilkan tenggorokan atau tabung lubang cacing Anda membutuhkan materi yang sangat aneh dan pekerjaan kami harus dilakukan dengan seberapa mungkin materi semacam itu akan ada dalam model fisika partikel.
Fraser: Katakanlah Anda membangun air mata di ruangwaktu dan Anda mengisinya dengan materi eksotis agar tetap terbuka, dan kemudian Anda bisa memindahkan dua titik ujung lubang cacing di sekitar Semesta dan mereka akan terhubung baik dalam ruang maupun waktu.
Hsu: Tetapi dalam beberapa cerita fiksi ilmiah mereka mendalilkan bahwa hanya ada beberapa lubang cacing yang tersisa dari Big Bang, dan kami hanya akan menemukan satu dan mulai menggunakannya. Tetapi model konstruktifnya adalah bahwa manusia, atau peradaban alien, benar-benar membangunnya sendiri, dan dalam hal itu kedua ujung lubang cacing mungkin cukup berdekatan pada awalnya tetapi kemudian Anda memisahkannya.
Fraser: Di mana riset Anda mengarahkan Anda untuk melihat lubang cacing?
Hsu: Kami sedang mempelajari batasan mendasar pada sesuatu yang disebut "persamaan keadaan materi" - sifat apa, seperti tekanan atau kepadatan energi dapat miliki. Kami menemukan beberapa kendala yang sangat kuat, dan ternyata kendala itu sangat negatif untuk kemungkinan membangun lubang cacing.
Fraser: Apa efeknya pada lubang cacing?
Hsu: Untuk mendapatkan materi eksotis yang sangat aneh yang saya sebutkan sebelumnya dengan tekanan sangat negatif, ternyata persamaan menunjukkan bahwa ketika Anda memaksa tekanan menjadi negatif, selalu ada beberapa mode tidak stabil dalam masalah tersebut, yang berarti bahwa jika Anda untuk menabrak peralatan Anda, Anda mungkin menemukan materi eksotis - yang menstabilkan lubang cacing - hanya runtuh menjadi banyak foto atau sesuatu.
Fraser: Apakah ini masalah tidak menabrak peralatan Anda, atau secara teori tidak mungkin mencapai titik stabil?
Hsu: Saya katakan secara teori tidak mungkin untuk membangun materi klasik yang stabil dan dapat menstabilkan lubang cacing. Anda mungkin bertanya, mungkin saya hanya akan menghindari menabrak benda itu, tetapi jika Anda mengirim seseorang melalui lubang cacing, itu sendiri akan memberikan benjolan dan kemungkinan besar akan menyebabkan semuanya berantakan.
Fraser: Katakanlah Anda tidak ingin mengirim orang, Anda hanya ingin cara mengirim informasi - berbicara pada waktunya.
Hsu: Itu tidak dikecualikan. Ternyata kendala yang kita dapatkan berkaitan dengan materi di mana efek kuantum relatif kecil. Jika Anda memiliki masalah di mana efek kuantum sangat besar, maka Anda masih bisa memiliki lubang cacing yang stabil. Lubang cacing itu sendiri akan kabur dengan cara kuantum. Tabung lubang cacing akan berfluktuasi seperti keadaan kuantum. Sekarang, itu tidak mencegah Anda mengirim pesan kembali tepat waktu; Anda mungkin harus mencoba untuk mengirim pesan berkali-kali agar bisa pergi ke tempat yang Anda inginkan. Tapi, mungkin Anda masih bisa mengirim pesan. Mengirim seseorang mungkin berbahaya jika lubang cacing berfluktuasi karena orang tersebut mungkin berakhir di tempat yang salah atau waktu yang salah.
Fraser: Saya pernah mendengar perkiraan bahwa membangun lubang cacing akan membutuhkan lebih banyak energi daripada seluruh Semesta. Apakah Anda punya semacam perhitungan untuk efek itu?
Hsu: Perhitungan kami tidak selalu menunjukkan itu. Dibutuhkan sejumlah besar kepadatan energi untuk membuat lubang cacing yang cukup besar bagi manusia untuk masuk. Tetapi, biasanya dengan mempertimbangkan masalah seperti ini, Anda berasumsi bahwa peradaban apa pun yang mencoba melakukan ini memiliki teknologi canggih yang sewenang-wenang. Apa yang kami coba pahami adalah apakah ada batasan tidak datang dari teknologi tetapi benar-benar datang dari hukum dasar fisika.
Fraser: Dan di mana penelitian Anda akan mengarahkan Anda sejak saat ini? Adakah sesuatu yang masih Anda tidak yakin?
Hsu: Hasil kami terutama harus berurusan dengan lubang cacing klasik, atau lubang cacing yang ruangwaktunya tidak terlalu mekanis kuantum, dan kami masih tertarik untuk melihat apakah kami dapat memperluas hasil kami untuk menutupi lubang cacing di mana ruangwaktu tidak jelas fuzzy.
Fraser: Ada beberapa pekerjaan baru tentang energi gelap di mana mereka mengatakan bahwa efek energi gelap tampaknya terjadi di Semesta, bahwa ia semakin cepat. Entah ada bentuk energi baru yang belum pernah terlihat sebelumnya, atau mungkin itu adalah gangguan dalam teori Einstein pada tingkat yang besar. Jika beberapa karya itu mulai menunjukkan bahwa mungkin relativitas Einstein tidak dapat menjelaskannya pada tingkat yang lebih besar, akankah ia berimplikasi pada pemahaman klasik tentang apa wormhole itu?
Hsu: Dalam konteks energi gelap, karena itu adalah sesuatu yang mempengaruhi struktur skala besar Alam Semesta, perilaku Semesta pada skala panjang megaparsec, selalu mungkin bahwa Relativitas Umum sebagai teori diubah pada jarak yang sangat besar dan karena kami belum bisa mengujinya pada jarak itu. Jadi selalu mungkin bahwa kesimpulan yang Anda dapatkan dari Relativitas tidak berlaku. Dalam kasus kami, skala panjang di mana kami menggunakan Relativitas Umum adalah pada ukuran manusia. Jadi, akan agak mengejutkan jika Relativitas Umum sudah dipecah pada skala panjang itu, meskipun itu mungkin.
Fraser: Jadi lebih pada sisi kecil apa yang Anda lihat. Itu masih menjelaskan banyak hal dengan baik pada skala ini.
Hsu: Benar, ada tes eksperimen Relativitas Umum yang lebih kuat, atau setidaknya gravitasi Newtonian, pada skala panjang meter daripada pada megaparsec. Jadi kami sedikit lebih percaya diri bahwa perumusan matematis gravitasi yang kami gunakan benar.
Fraser: Jika saya ingin melintasi Semesta dengan cukup cepat, saya mungkin harus mencari drive warp, atau mungkin hanya gerakan tua biasa di ruang biasa.
Hsu: Saya penggemar fiksi ilmiah yang besar, dan telah sejak saya masih kecil, tetapi sebagai seorang ilmuwan, saya harus mengatakan itu terlihat seperti Semesta kita tampaknya tidak dibangun dengan cara yang sangat nyaman bagi manusia untuk mendapatkan dari bintang ke bintang. Dan sci-fi yang kita akhirnya tetap dekat dengan Matahari kita, tetapi kita melakukan hal-hal menakjubkan dengan bioteknologi atau teknologi informasi atau A.I. tampaknya lebih mungkin diwujudkan dengan hukum fisik kita, daripada Star Trek.
