מחקר תיאורטי מ־2021 מציג פתרון מתמטי לחורי תולעת זעירים שעשויים לאפשר מעבר חלקיקים ואותות. עדיין אין ראיות לקיומם בטבע.
חורי תולעת ממלאים תפקיד מפתח בסרטי מדע בדיוני רבים – לרוב כקיצור דרך בין שתי נקודות רחוקות בחלל. בפיזיקה, לעומת זאת, מנהרות אלה במרחב-זמן נותרו היפותטיות בלבד. צוות בינלאומי בראשותו של ד"ר חוזה לואיס בלזקז-סאלצ'דו מאוניברסיטת אולדנבורג הציג כעת מודל תיאורטי חדש בכתב העת המדעי Physical Review Letters שגורם לחורי תולעת מיקרוסקופיים להיראות פחות מופרכים מאשר בתיאוריות קודמות.
מהו חור תולעת?
חורי תולעת, כמו חורים שחורים, מופיעים במשוואות תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין, שפורסמה בשנת 1916. האקסיומה של התיאוריה של איינשטיין היא שיש ליקום ארבעה ממדים – שלושה ממדים מרחביים וזמן כממד הרביעי. יחד הם יוצרים את מה שמכונה "מרחב-זמן". לפי התיאוריה ניתן למתוח ולעצור את חלל הזמן על ידי עצמים מסיביים כמו כוכבים, כמו שיריעת גומי מתעקלת כאשר כדור מתחת שוקע לתוכה. העקמומיות של המרחב-זמן קובעת את האופן שבו עצמים כמו חלליות וכוכבי לכת, אך גם האור, נעים בתוכו.
"בתיאוריה, זמן המרחב יכול להיות כפוף ומעוקל גם ללא עצמים מסיביים", אומר בלזקז-סאלצ'דו, שעבר מאז לאוניברסיטת קומפלוטנס במדריד בספרד. בתרחיש זה, חור תולעת יהיה אזור מעוקל ביותר בזמן חלל הדומה לשני משפכים מקושרים זה לזה ומחבר שתי נקודות רחוקות בחלל, כמו מנהרה. "מנקודת מבט מתמטית קיצור דרך כזה יתאפשר, אך איש מעולם לא צפה בחור תולעת אמיתי", מסביר הפיזיקאי.
חור תולעת לא יציב
יתר על כן, חור תולעת כזה יהיה לא יציב. אם למשל חללית תטוס לחור כזה היא תקרוס מיד לתוך חור שחור. החיבור שחור התולעת סיפק למקומות אחרים ביקום ינותק. מודלים קודמים מצביעים על כך שהדרך היחידה לשמור על חור התולעת פתוח היא באמצעות צורה אקזוטית של חומר שיש לו מסה שלילית, או במילים אחרות שוקל פחות מכלום, וקיים רק בתיאוריה.
עם זאת, בלאזקז-סלסדו ועמיתיו ד"ר כריסטיאן קנול מאוניברסיטת אולדנבורג ויוג'ן ראדו מאוניברסיטת דה אביירו בפורטוגל מדגימים במודל שלהם כי גם חורי תולעת עשויים להיות ניתנים לחצייה גם ללא צורך בחומר אקזוטי.
מה מציע המודל של החוקרים?
החוקרים בחרו בגישה "חצי קלאסית" פשוטה יחסית. הם שילבו מרכיבים של תורת היחסות עם מרכיבים של תורת הקוונטים ותורת האלקטרודינמיקה הקלאסית. במודל שלהם הם רואים חלקיקים אלמנטריים מסוימים כמו אלקטרונים והמטען החשמלי שלהם כחומר שעובר דרך חור התולעת. כתיאור מתמטי הם בחרו במשוואת דיראק, נוסחה המתארת את פונקציית צפיפות ההסתברות של חלקיק על פי תורת הקוונטים ותורת היחסות כשדה דיראק כביכול.
כפי שמדווחים הפיזיקאים במחקרם, הכללת שדה דיראק במודל שלהם היא שמאפשרת קיום של חור תולעת הניתן לחצייה בחומר, ובלבד שהיחס בין המטען החשמלי לבין מסת חור התולעת יעלה על גבול מסוים. בנוסף לחומר, אותות – למשל גלים אלקטרומגנטיים – יכולים לחצות את המנהרות הזעירות בזמן. חורי התולעת המיקרוסקופיים הללו כנראה לא יתאימו לנסיעה בין כוכבית. יתר על כן, יהיה צורך לעדן את המודל כדי לברר האם מבנים חריגים כאלה יכולים להתקיים בפועל. "אנו חושבים כי חורי תולעת יכולים להתקיים גם במודל שלם", אומר בלזקז-סאלצ'דו.
שאלות ותשובות על חורי תולעת
האם התגלו חורי תולעת אמיתיים?
לא. עד כה מדובר בפתרונות מתמטיים ובמודלים תיאורטיים, ללא תצפית המאשרת קיום חור תולעת בטבע.
האם אפשר לעבור בחור תולעת?
המחקר מ־2021 מציג מודל מתמטי לחור תולעת שניתן לחצייה בתנאים מסוימים. אין בכך הוכחה שאפשר לבנות מנהרה כזאת או לשלוח דרכה חללית.
מה ההבדל בין חור שחור לחור תולעת?
חור שחור הוא עצם אסטרופיזיקלי שנצפה בעקיפין ובאמצעות דימות סביבתו. חור תולעת הוא מעבר היפותטי במרחב־זמן שטרם זוהה בתצפיות.
עדכון מערכת, 9 באוקטובר 2026: נוספו הבהרות על מעמדו התיאורטי של המודל, שאלות ותשובות וקישורים פנימיים. תאריך הפרסום המקורי נשמר.
עוד בנושא באתר הידען:
2 תגובות
שימוש אפשרי בחור תולעת כזה יכול להיות לתקשורת במהירות גבוהה ממהירות האור.
"חורי תולעת, כמו חורים שחורים, מופיעים במשוואות תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין" – לא נכון.
"חורי תולעת, כמו חורים שחורים, מופיעים *כפתרונות אפשריים של* משוואות תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין" – נכון.