Autor	Objavljeno	Portal	Original
Index Vijesti	Jučer11:39, 17. listopada 2026.	Index	Otvori

VIDEOFizičari simulirali sudar crvotočina. Dogodilo se nešto neočekivano

SVEMIRSKIM prostranstvima neprestano putuju gravitacijski valovi, mreškanja u samom tkivu prostor-vremena

SVEMIRSKIM prostranstvima neprestano putuju gravitacijski valovi, mreškanja u samom tkivu prostor-vremena. Do danas ih je zabilježeno više od stotinu, a većina potječe od sudara crnih rupa, najgušćih objekata u svemiru. No, jesu li svi signali koje pripisujemo crnim rupama doista njihovo djelo i postoje li drugi, još neotkriveni izvori takvih kozmičkih potresa, piše Science Alert.

Nova računalna simulacija istražuje upravo tu mogućnost, analizirajući što bi se dogodilo pri sudaru crvotočina. Prema radu fizičara Nikite M. Širokova s Moskovskog instituta za fiziku i tehnologiju i inženjera strojnog učenja Ilye Nachevskog s Visoke škole ekonomije u Rusiji, interakcije jedne specifične vrste crvotočina mogle bi proizvesti jedinstvene i vrlo neobične tragove u prostor-vremenu.

Teorija crvotočina

Iako su crvotočine popularan motiv u znanstvenoj fantastici, gdje služe kao prečaci kroz svemir, njihov koncept ima čvrste temelje u znanstvenoj teoriji. One predstavljaju matematičku mogućnost koja proizlazi iz Einsteinove opće teorije relativnosti, koja gravitaciju opisuje kao zakrivljenost prostor-vremena. Teoretski, prostor-vrijeme moglo bi se saviti na takav način da stvori tunel, ili "grlo", koje povezuje dva inače vrlo udaljena područja.

Pitanje je mogu li takve strukture doista postojati. Postoji više teorijskih modela, poput Einstein-Rosenovog mosta, koji nije prolazan. Nasuprot njemu, Ellis-Bronnikov model opisuje crvotočinu kroz koju bi se moglo putovati, a koju otvorenim drži hipotetsko fantomsko skalarno polje. To polje moralo bi imati neobično svojstvo negativne energije kako bi spriječilo urušavanje tunela.

Simulacija kozmičkog sudara

Ipak, prolaznost ne jamči stabilnost. Čak i najmanji poremećaj mogao bi narušiti osjetljivu ravnotežu koja održava Ellis-Bronnikovu crvotočinu. Grlo bi se moglo urušiti u crnu rupu ili započeti nekontrolirano širenje. Zbog te nestabilnosti, sudar dviju takvih struktura mogao bi izazvati iznimno snažne posljedice.

Kako bi istražili moguće ishode, Širokov i Nachevsky proveli su trodimenzionalne numeričke simulacije parova Ellis-Bronnikov crvotočina. U simulacijama su mijenjali njihovu početnu udaljenost, putanje i svojstva fantomskih skalarnih polja koja ih održavaju.

Rezultati su pokazali iznenađujuću raznolikost. Ovisno o postavkama, crvotočine su se mogle međusobno privlačiti ili odbijati. U nekim scenarijima samo su prošle jedna pokraj druge, što je bilo dovoljno za interakciju koja je uzrokovala dramatično širenje njihovih grla prije nego što su se udaljile.

Drugi parovi kretali su se izravno jedan prema drugome, no umjesto spajanja u jednu veću crvotočinu, dogodilo se nešto još neobičnije. Oko oba grla stvorio se zajednički prividni horizont - granica slična horizontu događaja crne rupe - koji ih je zajedno zarobio unutar novonastale crne rupe.

Horizont koji se smanjuje

Tada je simulacija otkrila najčudniji fenomen: taj zajednički prividni horizont počeo se smanjivati. Kako je fantomsko skalarno polje ulazilo u područje koje se urušavalo, horizont je izgubio približno 28 posto svoje površine.

U normalnim uvjetima, površina horizonta događaja crne rupe može se samo povećavati ili ostati ista, sukladno teoremu o površini koji je Stephen Hawking postavio 1971. godine. Ovaj rezultat ne ruši Hawkingov teorem, jer on vrijedi za standardne uvjete koje fantomsko polje narušava, a simulacija prati prividni, a ne stvarni horizont događaja. Unatoč tome, riječ je o vrlo neobičnom ishodu.

Gravitacijski potpis crvotočina

Sve ove dinamične interakcije morale bi proizvoditi gravitacijske valove. Dok masivni objekti poput crnih rupa spiralno poniru jedan prema drugome, njihovo kretanje stvara karakterističan signal poznat kao "cvrkut" (chirp), koji raste u frekvenciji i jačini. Simulacije sudara crvotočina, međutim, pokazale su drugačiji potpis: kratke i oštre izboje gravitacijskih valova.

Točan oblik i snaga signala ovisili su o tome jesu li se crvotočine izravno sudarile ili samo blisko mimoišle. Zanimljivo je da su neki od najbližih preleta proizveli iznimno snažne izboje gravitacijskih valova, čak i bez stvaranja zajedničkog horizonta.

To ne znači da je svaki gravitacijski signal bez "cvrkuta" dokaz postojanja crvotočina; i crne rupe mogu pod određenim uvjetima proizvesti slične izboje. Jedan takav neobičan signal, GW190521, zabilježen 2019. godine, još uvijek se istražuje kao mogući pokazatelj egzotične fizike. Iako ga nove simulacije ne povezuju izravno s crvotočinama, ovaj primjer pokazuje zašto je važno modelirati potpise i hipotetskih objekata.

Izazovi detekcije

Postoji i značajno ograničenje. Istraživači ističu da bi crvotočine nastale u ranom svemiru proizvodile signale koje bi širenje svemira rastegnulo na frekvencije daleko ispod praga detekcije opservatorija poput LIGO-a ili buduće misije LISA. Da bi se ovakvi signali mogli zabilježiti, crvotočine bi morale nastati znatno kasnije u povijesti svemira, a znanstvenici trenutno nemaju model koji bi to objasnio.

Ipak, svemir je već mnogo puta iznenadio znanstvenike. Ako ikada zabilježimo signal koji odgovara sudaru Ellis-Bronnikov crvotočina, zahvaljujući ovakvim istraživanjima imat ćemo bolju predodžbu o tome što promatramo. Rad, koji još nije prošao recenziju, dostupan je na repozitoriju arXiv.