کرم‌چاله‌ها می‌توانند یکی از اسرار بزرگ کیهان‌شناسی را حل کنند

دانشمندان می‌گویند کرم‌چاله‌های میکروسکوپی که به‌واسطه‌ی تاثیرات کوانتومی ظریف، به‌طور دائم از خلاء فضا متولد می‌شوند، ممکن است موجب انبساط شتاب‌دار جهان شوند.

اگر یافته‌ها ازطریق آزمایش‌ها و مشاهدات تایید شود، کرم‌چاله‌ها می‌توانند به منبع ارزشمندی از اطلاعات درباره گرانش کوانتومی تبدیل شوند. گرانش کوانتومی‌ نظریه‌ی یکپارچه‌ساز نیروهای بنیادی جهان است که اغلب به‌عنوان رویای دست‌نیافتنی فیزیک نظری درنظرگرفته می‌شود.

مشاهدات نجومی متعدد نشان می‌دهند جهان ما با سرعت فزاینده‌ای درحال انبساط است. گرچه نظریه نسبیت عام اینشتین بیان می‌دارد که اگر جهان فقط دارای ذرات و تشعشاتی باشد که می‌شناسیم، چنین رفتاری از بافت فضا غیرممکن است.

برای تطبیق مشاهدات انبساط جهان با نظریه اینشتین، دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که فضا پر از موجودیتی مرموز است که در آزمایش‌های زمینی یا آزمایش‌های مستقر در فضا قابل شناسایی نیست. این ماده اسرارآمیز که انرژی تاریک نامیده می‌شود، با انواع دیگر مواد و میدان‌ها تعامل بسیار ضعیفی دارد و درحال‌حاضر اطلاعات معتبری درباره ساختار یا منشا آن وجود ندارد.

در مطالعه‌ای که ماه آوریل در مجله‌ی Physical Review D منتشر شد، پژوهشگران کاندیدای جدیدی برای انرژی تاریک پیشنهاد کردند: «کرم‌چاله‌های با اندازه زیراتمی یا تونل‌های ریزی که نقاط مختلف فضا را به هم متصل می‌کنند.»

به گفته‌ی نویسندگان، انواع میکروسکوپی کرم‌چاله به‌واسطه‌ی اثرات کوانتومی به‌طور پیوسته در خلاء فضا پدید می‌آیند و از بین می‌روند. این پدیده به نحوه‌ی تولید ذرات در نزدیکی افق رویداد سیاهچاله‌ها (که به تابش هاوکینگ منجر می‌شود) یا نحوه تولید زوج الکترون–پوزیترون توسط میدان مغناطیسی قوی (معروف به اثر شوینگر)، شباهت دارد. با‌این‌حال، ایجاد این کرم‌چاله‌ها تا حدی با پدیده‌های یادشده متفاوت است، زیرا توصیف ریاضی آن‌ها مستلزم در نظر گرفتن اثرات کوانتومی در گرانش است؛ وظیفه‌ای بسیار پیچیده که درک کاملی از آن وجود ندارد.

وجود مشکلات یادشده در محاسبه پدیده‌های گرانش کوانتومی موجب می‌شد نویسندگان نتوانند به‌طور دقیق نرخ تولد کرم چاله‌ها را به دست آورند. گرچه آن‌ها با استفاده از رویکردی معروف به گرانش کوانتومی اقلیدسی نشان دادند که اگر به‌طور خود‌به‌خود در هر ثانیه در هر سانتی‌متر مکعب حدود ۱۰ میلیارد کرم‌چاله ایجاد شود، انرژی حاصل از آن برای توضیح نرخ مشاهده‌شده انبساط جهان در زمان حاضر کافی خواهد بود.

تجزیه‌و‌تحلیل پژوهشگران نشان داد مدل آن‌ها از انرژی تاریک، ازنظر مشاهداتی بهتر از  نظریه معروف «مدل استاندارد کیهان‌شناسی» است که می‌گوید انرژی تاریک دارای چگالی انرژی مستقل از زمان است.

به‌گفته‌ی نویسندگان، مدل آن‌ها نشان می‌دهد انرژی تاریک می‌تواند با جریان زمان تغییر کند و این مزیتی بزرگ است، زیرا مشاهدات اخیر نشان می‌دهند سرعت انبساط جهان در زمان‌های اخیر با سرعت انبساط جهان در دوران اولیه جهان متفاوت است.

صرف‌نظر از میزان موفقیت مدل جدید پژوهشگران در توضیح خصوصیات کلی انرژی تاریک، اعتبار هر نظریه فیزیکی باید با داده‌های تجربی آزمایش شود و درحال‌حاضر این نظریه قابل آزمایش نیست.

در آینده، دقت بیشتر آزمایش‌ها و مشاهدات فضایی می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا نرخ انبساط جهان را با دقت بالاتری تعیین کنند و سایر نمودهای قابل‌مشاهده انرژی تاریک را نیز اندازه‌گیری کنند. این امر می‌تواند پژوهشگران را قادر به آزمایش این موضوع کند که آیا مدل جدیدی که از انرژی تاریک ارائه شده، درست است یا خیر. در همین حین، نویسندگان مقاله قصد دارند تحلیل نظری خود را بهبود دهند و درحال کار روی مدلی هستند که سرعت تشکیل کرم‌چاله را محاسبه می‌کند.