अंतरिक्ष ओपेरा इंटरस्टेलर में, मानवता को बचाने के लिए खोज करने वाले अंतरिक्ष यात्रियों को एक जीवन रेखा मिली है: एक कीड़ा जो रहस्यमय रूप से शनि के बगल में दिखाई दिया है। स्पेसटाइम के माध्यम से सुरंग एक दूर की आकाशगंगा और रहने योग्य ग्रहों को खोजने का मौका देती है जो मनुष्य उपनिवेश कर सकते हैं। फिल्म का वर्महोल सेवानिवृत्त कैलटेक प्रोफेसर किप थोर्न के वास्तविक भौतिकी पर आधारित है, जो एक खगोल भौतिकी प्रमुख है जिसने कार्ल सगन को उपन्यास संपर्क के लिए अपने वर्महोल को डिजाइन करने में मदद की थी। दृश्य तेजस्वी हैं और फिल्म में कृमि और ब्लैक होल के सबसे सटीक सिमुलेशन के रूप में देखे जा रहे हैं। लेकिन इंटरस्टेलर एक्सप्रेस में डूबने का एक पहलू यह भी है कि फिल्म का पता नहीं है: आप यात्रा से कैसे बच सकते हैं?
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यद्यपि वे इसे ऐसे नहीं कहते थे, मूल वर्महोल अल्बर्ट आइंस्टीन और उनके सहायक नाथन रोसेन के दिमाग की उपज था। वे सामान्य सापेक्षता के लिए आइंस्टीन के समीकरणों को एक तरह से हल करने की कोशिश कर रहे थे, जो अंततः पूरे ब्रह्मांड के एक विशुद्ध गणितीय मॉडल को जन्म देगा, जिसमें गुरुत्वाकर्षण और कण जो कि पदार्थ बनाते हैं। उनके प्रयास में अंतरिक्ष को "पुलों" से जुड़ी दो ज्यामितीय चादरों के रूप में वर्णित किया गया है, जिसे हम कणों के रूप में देखते हैं।
एक अन्य भौतिक विज्ञानी लुडविग फ्लेम ने 1916 में आइंस्टीन के समीकरणों के समाधान में स्वतंत्र रूप से ऐसे पुलों की खोज की थी। दुर्भाग्य से उन सभी के लिए, यह "सब कुछ का सिद्धांत" काम नहीं करता था, क्योंकि सैद्धांतिक पुलों ने अंततः वास्तविक कणों की तरह व्यवहार नहीं किया। लेकिन आइंस्टीन और रोसेन के 1935 के पेपर ने स्पेसटाइम के कपड़े के माध्यम से एक सुरंग की अवधारणा को लोकप्रिय बना दिया और अन्य भौतिकविदों को निहितार्थों के बारे में गंभीरता से सोचने लगा।
प्रिंसटन भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर ने 1960 के दशक में "वर्महोल" शब्द गढ़ा जब वह आइंस्टीन-रोसेन पुलों के मॉडल की खोज कर रहे थे। उन्होंने कहा कि पुल उन छेदों के समान हैं जो कीड़े सेब के माध्यम से बोर करते हैं। सेब के एक तरफ से दूसरी ओर रेंगने वाली चींटी या तो उसकी घुमावदार सतह के चारों ओर से गुजर सकती है, या कीड़ा सुरंग के माध्यम से शॉर्टकट ले सकती है। अब कल्पना करें कि हमारे त्रि-आयामी स्पेसटाइम एक सेब की त्वचा है जो "बल्क" नामक उच्च आयाम के आसपास घटता है। एक आइंस्टीन-रोसेन पुल बल्क के माध्यम से एक सुरंग है जो यात्रियों को अंतरिक्ष में दो बिंदुओं के बीच एक तेज लेन की सुविधा देता है। यह अजीब लगता है, लेकिन यह सामान्य सापेक्षता के लिए एक वैध गणितीय समाधान है।
व्हीलर ने महसूस किया कि आइंस्टीन-रोसेन पुलों के मुंह एक श्वार्जचाइल्ड ब्लैक होल के रूप में जाने जाते हैं, के विवरण से मेल खाते हैं, पदार्थ का एक सरल क्षेत्र इतना घना है कि प्रकाश भी नहीं इसके गुरुत्वाकर्षण पुल से बच सकते हैं। आह-हा! खगोलविदों का मानना है कि ब्लैक होल मौजूद होते हैं और तब बनते हैं जब बड़े पैमाने पर बड़े तारे अपने आप में ढह जाते हैं। तो क्या ब्लैक होल भी वर्महोल हो सकते हैं और इस प्रकार अंतर्राज्यीय यात्रा के लिए प्रवेश द्वार हैं? गणितीय रूप से बोलना, शायद - लेकिन यात्रा से कोई भी नहीं बच सकेगा।
श्वार्स्चिल्ड मॉडल में, ब्लैक होल का गहरा दिल एक विलक्षणता, एक तटस्थ, अनंत घनत्व वाला गोलाकार क्षेत्र है। व्हीलर ने गणना की कि क्या होगा यदि वर्महोल पैदा होता है जब ब्रह्मांड के दूर-दराज के हिस्सों में दो विलक्षणताएं थोक में विलय हो जाती हैं, जिससे श्वार्ज़चाइल्ड ब्लैक होल के बीच एक सुरंग बन जाती है। उन्होंने पाया कि इस तरह का वर्महोल स्वाभाविक रूप से अस्थिर है: सुरंग रूपों, लेकिन फिर यह सिकुड़ता है और चुटकी बजाता है, जिससे आप केवल दो विलक्षणताओं के साथ एक बार फिर से निकल जाते हैं। वृद्धि और संकुचन की यह प्रक्रिया इतनी तेजी से होती है कि प्रकाश भी इसे सुरंग के माध्यम से नहीं बनाता है, और एक अंतरिक्ष यात्री जिस पर से गुजरने की कोशिश करता है वह एक विलक्षणता का सामना करेगा। यह अचानक मौत है, क्योंकि विशाल गुरुत्वाकर्षण बल यात्री को अलग कर देगा।
"कुछ भी या जो भी यात्रा का प्रयास करता है वह चुटकी बजाते नष्ट हो जाएगा!" थॉर्न ने अपने साथी की किताब में फिल्म द साइंस ऑफ इंटरस्टेलर में लिखा है।
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खरीदेंएक विकल्प है: एक घूर्णन केर ब्लैक होल, जो सामान्य सापेक्षता में एक और संभावना है। केर ब्लैक होल के अंदर की विलक्षणता एक वलय के विपरीत एक वलय है, और कुछ मॉडलों का सुझाव है कि एक व्यक्ति यात्रा को जीवित रख सकता है यदि वे इस अंगूठी के केंद्र में एक हूप के माध्यम से बास्केटबॉल की तरह गुजरते हैं। हालांकि, थार्न को इस धारणा पर कई आपत्तियां हैं। वर्महोल के माध्यम से यात्रा के बारे में 1987 के एक पेपर में, उन्होंने ध्यान दिया कि केर वर्महोल के गले में कैची क्षितिज नामक एक क्षेत्र है जो बहुत अस्थिर है। गणित कहता है कि जैसे ही कुछ भी, यहां तक कि प्रकाश, इस क्षितिज को पारित करने की कोशिश करता है, सुरंग ढह जाती है। भले ही वर्महोल किसी भी तरह से स्थिर हो सकता है, क्वांटम सिद्धांत हमें बताता है कि अंदर उच्च ऊर्जा वाले कणों से भरा होना चाहिए। केर वर्महोल में पैर सेट करें, और आपको एक कुरकुरा तला जाएगा।
चाल यह है कि भौतिकी ने अभी तक क्वांटम दुनिया के साथ गुरुत्वाकर्षण के शास्त्रीय नियमों से शादी की है, गणित का एक मायावी बिट जिसे कई शोधकर्ता पिन करने की कोशिश कर रहे हैं। तस्वीर में एक मोड़ पर, प्रिंसटन में जुआन मालडेसेना और स्टैनफोर्ड में लियोनार्ड सुस्किन्द ने प्रस्ताव दिया कि वर्महोल उलझाव की शारीरिक अभिव्यक्तियों की तरह हो सकता है, जब क्वांटम ऑब्जेक्ट्स को कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे कितनी दूर हैं।
आइंस्टीन ने प्रसिद्ध रूप से उलझाव को "दूरी पर डरावना कार्रवाई" के रूप में वर्णित किया और धारणा का विरोध किया। लेकिन बहुत सारे प्रयोग हमें बताते हैं कि उलझाव वास्तविक है- ऑनलाइन संचार, जैसे बैंक लेनदेन, की रक्षा के लिए इसका व्यावसायिक उपयोग किया जा रहा है। मालडेसेना और सुस्किन्द के अनुसार, बड़ी मात्रा में उलझने से स्पेसटाइम की ज्यामिति बदल जाती है और उलझे हुए ब्लैक होल के रूप में कृमियों को जन्म दे सकती है। लेकिन उनका संस्करण कोई इंटरस्टेलर गेटवे नहीं है।
"वे वर्महोल हैं जो आपको प्रकाश की तुलना में तेजी से यात्रा करने की अनुमति नहीं देते हैं, " मालदसेना कहते हैं। "हालांकि, वे आपको अंदर किसी से मिलने की अनुमति दे सकते हैं, छोटे कैवियट के साथ कि वे दोनों एक गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता में मर जाएंगे।"
ठीक है, तो ब्लैक होल एक समस्या है। तब, क्या एक वर्महोल संभवतः हो सकता है? हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में एवी लोएब का कहना है कि हमारे विकल्प व्यापक रूप से खुले हैं: "चूंकि हमारे पास अभी तक एक सिद्धांत नहीं है कि क्वांटम यांत्रिकी के साथ सामान्य सापेक्षता को मज़बूती से जोड़ा जाता है, हमें संभव स्पेसटाइम संरचनाओं के पूरे चिड़ियाघर के बारे में पता नहीं है जो समायोजित कर सकते हैं। wormholes। "
इंटरस्टेलर ट्रेलर से अभी भी वर्महोल के पास फूल जैसी एंड्योरेंस स्पेसशिप दिखाई देती है। (लेजेंडरी पिक्चर्स के सहयोग से पैरामाउंट पिक्चर्स और वार्नर ब्रदर्स एंटरटेनमेंट) अभी भी अड़चन है। थोर्न ने अपने 1987 के काम में पाया कि किसी भी प्रकार का वर्महोल, जो सामान्य सापेक्षता के अनुरूप है, तब तक ढह जाएगा, जब तक कि वह नकारात्मक ऊर्जा के साथ "विजातीय पदार्थ" को नहीं बुलाता। उनका तर्क है कि हमारे पास विदेशी मामलों के प्रमाण हैं जो यह दिखाते हैं कि एक वैक्यूम में क्वांटम उतार-चढ़ाव कैसे दिखते हैं, दो प्रयोगों के बीच नकारात्मक दबाव पैदा होता है। और Loeb को लगता है कि डार्क एनर्जी के हमारे अवलोकन आगे संकेत हैं कि विदेशी मामला मौजूद हो सकता है।
लोएब कहते हैं, "हम देखते हैं कि हाल के लौकिक इतिहास में, आकाशगंगाएँ समय के साथ बढ़ती हुई गति से हमसे दूर भाग रही हैं, जैसे कि उन्हें प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण द्वारा कार्य किया गया हो।" "ब्रह्मांड के इस त्वरित विस्तार को समझाया जा सकता है यदि ब्रह्मांड एक पदार्थ से भरा है जो एक नकारात्मक दबाव है ... ठीक उसी तरह जैसे वर्महोल बनाने के लिए आवश्यक सामग्री।" हालांकि, दोनों भौतिक विज्ञानी सहमत हैं, कि आपको वर्महोल के लिए कभी-कभी स्वाभाविक रूप से बहुत अधिक विदेशी पदार्थ की आवश्यकता होगी, और केवल एक उच्च उन्नत सभ्यता एक वर्महोल को स्थिर करने के लिए पर्याप्त सामान इकट्ठा करने की उम्मीद कर सकती है।
लेकिन अन्य भौतिक विज्ञानी आश्वस्त नहीं हैं। "मुझे लगता है कि एक स्थिर, ट्रैवर्सेबल वर्महोल बहुत भ्रामक होगा और भौतिक विज्ञान के नियमों के साथ असंगत लगता है जिसे हम जानते हैं, " मालदसेना कहते हैं। स्वीडन में नॉर्डिक भौतिक विज्ञान के लिए नॉर्डिक संस्थान में सबाइन होसेनफेलर और भी अधिक संदेहपूर्ण है: "हमारे पास बिल्कुल शून्य संकेत है कि यह मौजूद है। वास्तव में यह व्यापक रूप से माना जाता है कि यह अस्तित्व में नहीं हो सकता है, अगर यह किया तो वैक्यूम अस्थिर होगा।" यदि विदेशी वस्तु उपलब्ध थी, तो भी इसके माध्यम से यात्रा करना सुंदर नहीं हो सकता है। वह बताती हैं कि सटीक प्रभाव वर्महोल के चारों ओर स्पेसटाइम की वक्रता और ऊर्जा के घनत्व पर निर्भर करेगा। "यह ब्लैक होल के साथ बहुत अधिक है: बहुत अधिक ज्वारीय बल और आप अलग हो जाते हैं।"
फिल्म के अपने संबंधों के बावजूद, थोरने निराशावादी भी है कि एक ट्रैवर्सेबल वर्महोल भी संभव है, बहुत कम जीवित। "अगर वे मौजूद हो सकते हैं, तो मुझे बहुत संदेह है कि वे प्राकृतिक रूप से ब्रह्मांड में प्राकृतिक रूप से बना सकते हैं, " वह किताब में लिखते हैं। लेकिन थोर्ने इस बात की सराहना करते हैं कि क्रिस्टोफर और जोनाह नोलन, जिन्होंने इंटरस्टेलर लिखा था, एक ऐसी कहानी बताने के लिए उत्सुक थे जो विज्ञान में आधारित है।
"कहानी अब अनिवार्य रूप से सभी क्रिस और जोनाह है, " थोर्न ने एक विशेष साक्षात्कार में वायर्ड को बताया। "लेकिन इसकी भावना, एक ऐसी फिल्म होने का लक्ष्य है जिसमें विज्ञान शुरू से कपड़े में अंतर्निहित है - और यह महान विज्ञान है - जिसे संरक्षित किया गया था।"
