Uteliaat lapset: Miten madonreiät toimivat?

The Conversation pyytää lapsia lähettämään kysymyksiä, joihin he haluavat asiantuntijan vastaavan. Vaibhav Melbournesta haluaa tietää, mitä madonreiät ovat, ja jos niitä on olemassa, miten ne muodostuvat ja toimivat. Asiantuntija selittää.

Hei Vaibhav. Tuo on hyvä kysymys!

Madonreikä on kuin tunneli, joka yhdistää kaksi paikkaa avaruudessa. Kulkemalla madonreiän läpi voisi – teoriassa – matkustaa valtavia etäisyyksiä avaruuden halki huomattavan nopeasti, vaikka madonreiän kaksi päätä olisivatkin hyvin kaukana toisistaan.

Jos madonreiän toinen pää olisi koulussa ja toinen pää kotona, voisit vain astua madonreiän läpi luokassa ja saapua kotiin. Toinen pää voisi olla jopa kaukaisella planeetalla kaukaisessa galaksissa, ja voisit helposti lähteä päiväretkelle toiselle planeetalle.

Madonreiät olisivat siis uskomattoman hyödyllisiä juttuja, ja ne sopisivat mainiosti tieteistarinoihin.

Ongelma on se, että tietojemme mukaan maailmankaikkeudessamme ei ole tällaisia madonreikiä.

Emme ole löytäneet todisteita niiden olemassaolosta, eikä meillä ole aavistustakaan, miten ne voisivat muodostua.

Nykyiset maailmankaikkeutta koskevat teoriamme eivät kuitenkaan kiellä madonreikien olemassaoloa. Voimme siis sanoa, että niitä on olemassa teoriassa.

Madonreiät ovat olemassa teoriassa. Voisiko madonreikämatkailu näyttää tältä? NASA

Tieteessä teoria on ajatus tai tapa kuvata, mitä todellisuudessa tapahtuu tai voisi tapahtua. Olet ehkä kuullut yleisestä suhteellisuusteoriasta, jonka fyysikko Albert Einstein loi yli sata vuotta sitten. Se kuvaa painovoimaa, joka pitää meidät maapallolla ja pitää maapallon kiertämässä Aurinkoa. Tämä teoria kuvaa matemaattisesti myös madonreikiä.

Miten madonreiät siis toimivat teoriassa?

Ensin on ajateltava jotakin, jota kutsutaan avaruusajaksi. Kuvittelemme aika-avaruuden usein venyväksi kangaslakanaksi. Kaikki maailmankaikkeudessamme elää tällä kuvitteellisella avaruusajan kangaslakanalla.

Ajattelemalla kangaslakanaa visualisoimme jotain, jota kutsutaan kaksiulotteiseksi pinnaksi. Joku, joka kävelee kangaslakanalla, voi valita kahdenlaisen liikkeen: mennä eteenpäin/taaksepäin tai mennä vasemmalle/oikealle. Todellisuudessa tila on kolmiulotteinen: voi myös hypätä ylös ja alas!

Itse asiassa on olemassa neljäs ulottuvuus: aika. Sinä et ehkä ajattele aikaa ”ulottuvuutena”, mutta fyysikot ajattelevat niin. Kun kaikki ulottuvuudet lasketaan yhteen, saadaan se, mitä kutsumme aika-avaruudeksi.

Palatakseni madonreikiin, kuvitellaan, että haluamme päästä yhdestä paikasta toiseen aika-avaruuden kudoksessa, vaikkapa kotoa kaukaiselle planeetalle. Jopa avaruusaluksella tämä matka voisi kestää tuhansia vuosia tai jopa pidempään.

Entä jos voisimme taittaa kangasta niin, että kotimme ja kaukainen planeetta ovat samassa linjassa, ja tehdä sitten reiän, joka yhdistää nämä kaksi aika-avaruuden kerrosta? Silloin meillä olisi oikotietunneli päästäksemme planeetalle ilman, että meidän tarvitsisi kulkea pitkää kiertotietä!

Voisimmeko tehdä reiän, joka yhdistäisi kaksi aika-avaruuden kerrosta? Wikimedia

Kukaan ei tiedä mistä lähteä liikkeelle siitä, miten tai voisiko madonreikiä tehdä todellisuudessa, mutta on aika hauska ajatella niitä, ja ne olisivat loistavia valtavan maailmankaikkeutemme tutkimiseen.

Hei, uteliaat lapset! Jos sinulla on kysymys, johon haluat asiantuntijan vastaavan, pyydä aikuista lähettämään se osoitteeseen [email protected] Varmista, että he ilmoittavat nimesi, ikäsi (ja halutessasi myös, missä kaupungissa asut). Kaikki kysymykset ovat tervetulleita – niin vakavat, oudot kuin hullutkin!

Hannah Middleton, tutkijatohtori, Gravitaatioaaltodatan analysointi, Australian tutkimusneuvoston Gravitaatioaaltojen löytämisen huippuosaamiskeskus (OzGrav), Melbournen yliopisto. Tämä artikkeli on alun perin julkaistu The Conversation -lehdessä. Lue alkuperäinen artikkeli.
Kuva 1: Marcella Cheng/The Conversation NY-BD-CC, CC BY-SA

.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.