يوحي نموذج رياضي جديد بأن التشابك الكمي بين الثقوب السوداء يمكن أن يخلق أنفاقًا في الزمكان متعرجة تشبه اليرقات. وجد باحثون في جامعة برانديس أن هذه الثقوب الدودية تكون عادة متعرجة بدلاً من ناعمة، مما يختلف عن النظريات السابقة. يهدف هذا العمل إلى إلقاء الضوء على الداخل الغامض للثقوب السوداء.
في عام 2013، اقترح الفيزيائيون خوان مالداسينا في جامعة برينستون في نيوجيرسي وليونارد سوسكيند في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا أن للثقوب السوداء، جسر أينشتاين-روزن —ثقب دودة يربط بين نقاط بعيدة في الزمكان— يمكن أن يكون معادلًا لزوج أينشتاين-بودولسكي-روزن، حيث ترتبط الجسيمات بالتشابك الكمي.
بناءً على ذلك، قام براين سوينغل في جامعة برانديس في ماساتشوستس وزملاؤه بتحليل الثقوب السوداء المتشابكة رياضيًا. تكشف نتائجهم، المنشورة في Physical Review Letters (DOI: 10.1103/btw6-44ry)، عن صورة أكثر تعقيدًا. "دراسة ثقوب الدودة التي تربط بين الثقوب السوداء المتشابكة كميًا تساعد في النهاية الباحثين على فهم المزيد عن داخل الثقوب السوداء، وهي أماكن غير مفهومة جيدًا مليئة بالغموض بسبب قوة الجاذبية الاستثنائية هناك"، يقول سوينغل.
استكشف الفريق ما إذا كانت ثقوب الدودة تتبع قاعدة مشابهة للثقوب السوداء، حيث يتوافق حجم الداخل مع التعقيد الكمي. وبغياب نظرية كاملة للجاذبية الكمية، استخدموا نموذجًا غير كامل يربط بين الفيزياء الكمية والجاذبية، والذي يعتقد سوينغل أنه يقدم رؤى قيمة.
تظهر حساباتهم تطابقًا بين العشوائية الكمية المجهرية لثقب الدودة وطوله الهندسي. ثقوب الدودة النموذجية أقل احتمالية لتكون ناعمة وأكثر عرضة للنتوءات المصنوعة من المادة، مما يجلب لها لقب "يرقة أينشتاين-روزن". هذا يتناقض مع نموذج 2013، الذي قد ينطبق فقط على حالات خاصة تنتج ثقوب دودة ناعمة.
يلاحظ دونالد مارولف في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا أن العمل يضيف رؤى لكنه لا يغطي الحالات الأكثر شيوعًا للتشابك. التنوع الهائل للحالات الممكنة للثقوب السوداء يتجاوز تلك في كوننا، مما يتطلب دراسة إضافية. يقترح سوينغل استخدام الحواسيب الكمية في المستقبل لمحاكاة هذه الظواهر، مما قد يتقدم في كل من النظرية الكمية وبحث الجاذبية.