โดย Paul Sutter เผยแพร่เมื่อ 12 พฤศจิกายน 2021 บาคาร่า อุโมงค์ประหลาดเหล่านี้ผ่านอวกาศเวลายังคงเป็นสมมุติฐาน รูหนอนยังคงเป็นเรื่องของนิยายวิทยาศาสตร์ (เครดิตภาพ: Shutterstock)
(เปิดในแท็บใหม่)รูหนอนเป็นทางออกพิเศษของสมการที่อธิบายถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ที่เชื่อมต่อจุดที่ห่างไกลสองจุดในอวกาศหรือเวลาผ่านอุโมงค์ ตามหลักการแล้วความยาวของอุโมงค์นี้สั้นกว่าระยะห่างระหว่างจุดทั้งสองนี้ทําให้รูหนอนเป็นทางลัดชนิดหนึ่ง แม้ว่าพวกเขาจะเป็นหลักในนิยายวิทยาศาสตร์และได้จับจินตนาการที่นิยม, รูหนอนเป็น, เท่าที่เรารู้, เพียงสมมุติฐาน. พวกเขาเป็นทางออกที่ถูกต้องตามกฎหมายสําหรับความสัมพันธ์ทั่วไป
แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยคิดหาวิธีที่จะรักษารูหนอนที่มั่นคงในจักรวาลจริง
ใครค้นพบรูหนอน?วิธีแก้ปัญหารูหนอนที่ง่ายที่สุดถูกค้นพบโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์และนาธานโรเซนในปี 1935 ซึ่งเป็นสาเหตุที่รูหนอนบางครั้งเรียกว่า “สะพานไอน์สไตน์โรเซน” ไอน์สไตน์และโรเซนเริ่มต้นด้วยการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ของหลุมดําซึ่งประกอบด้วยเอกพจน์ (จุดที่มีความหนาแน่นไม่มีที่สิ้นสุด) และขอบฟ้าเหตุการณ์ (ภูมิภาคโดยรอบเอกพจน์นั้นเกินกว่าที่ไม่มีอะไรสามารถหลบหนีได้) ตามฟิสิกส์ของจักรวาล, พวกเขาพบว่าพวกเขาสามารถขยายการแก้ปัญหานี้เพื่อรวมขั้วตรงข้ามของหลุมดํา: หลุมสีขาว.หลุมสีขาวสมมุติเหล่านี้ยังมีเอกพจน์ แต่พวกเขาทํางานในทางกลับกันกับหลุมดํา: ไม่มีอะไรสามารถเข้าสู่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมสีขาวและวัสดุใด ๆ ภายในหลุมสีขาวจะถูกขับออกทันที
ไอน์สไตน์และโรเซ่นพบว่าในทางทฤษฎีหลุมดําทุกหลุมถูกจับคู่กับหลุมสีขาว เพราะ หลุม สอง หลุม จะ มี อยู่ ใน ที่ ที่ แยก กัน ใน อวกาศ อุโมงค์ — รู หนอน — จะ เชื่อม ปลาย สอง ด้าน.
อะไรทําให้รูหนอนเคลื่อนที่ได้?
In order to travel through a wormhole, that tunnel in space-time must be stable.
เพื่อที่จะเดินทางผ่านรูหนอนอุโมงค์นั้นในอวกาศเวลาจะต้องมีเสถียรภาพ (เครดิตภาพ: เกรมลิน/เก็ตตี้ อย่างไรก็ตามรูหนอนที่สร้างขึ้นจากหลุมขาวดําคู่หนึ่งจะไม่มีประโยชน์มากนัก สําหรับหนึ่งหลุมสีขาวจะไม่เสถียร ถ้าคุณจะวางอนุภาคไปยังขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมสีขาวอนุภาคจะไม่ไปถึงขอบฟ้าเหตุการณ์เพราะไม่มีอะไรสามารถเข้าสู่หลุมสีขาว ดังนั้นพลังงานของระบบจะยังคงเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ในที่สุดก็ระเบิดหลุมสีขาว ตามที่นักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยโคโลราโดแอนดรูว์แฮมิลตัน (เปิดในแท็บใหม่).
ประการที่สองแม้ว่าหลุมสีขาวจะมีอยู่ได้วิธีเดียวที่จะเข้าสู่รูหนอนชนิดนี้คือการข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดําในอีกด้านหนึ่ง แต่เมื่อวัตถุข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์มันไม่สามารถออกไปได้ ดังนั้นวัตถุสามารถเข้าสู่รูหนอน แต่ไม่เคยหลบหนี
สุดท้ายรูหนอนเองจะไม่เสถียร โฟตอนตัวเดียว หรืออนุภาคของแสง ที่ผ่านอุโมงค์รูหนอน
จะนําพลังงานมากมาสู่ระบบ ที่อุโมงค์จะแตกออก ทําลายรูหนอน ตามหอดูดาวยุโรปตอนใต้ (เปิดในแท็บใหม่). อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษที่ 1970 นักฟิสิกส์ได้คิดเลขที่จําเป็นในการสร้างความมั่นคง หรือ “เคลื่อนที่ได้” รูหนอน ตามที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ซานตาบาร์บาราฟิสิกส์ Diandian Wang (เปิดในแท็บใหม่). เคล็ดลับคือการย้ายทางเข้าของอุโมงค์รูหนอนเกินขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดําและเพื่อรักษาเสถียรภาพของอุโมงค์ตัวเองเพื่อให้สสารที่ผ่านไปไม่ก่อให้เกิดภัยพิบัติทันที
ส่วนประกอบสําคัญในการรักษาเสถียรภาพของรูหนอนนั้นเรียกว่าสสารแปลกใหม่หรือสสารบางรูปแบบที่มีมวลลบ น่าเสียดายที่รูหนอนดังกล่าวนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยพบหลักฐานสําหรับมวลลบและมันจะละเมิดการอนุรักษ์โมเมนตัมซึ่งระบุว่าโมเมนตัมควรคงที่หากไม่มีการใช้แรง วัตถุมวลลบที่วางอยู่ถัดจากวัตถุมวลบวกจะเร่งความเร็วทันทีโดยไม่มีแหล่งพลังงาน
รูหนอนมีลักษณะอย่างไร?
ถ้ารูหนอนดังกล่าวมีอยู่มันจะดูแปลกมาก ทางเข้าจะเป็นทรงกลมเหมือนพื้นผิวของดาวเคราะห์ ถ้าคุณมองเข้าไปในนั้น คุณจะเห็นแสงที่ส่องเข้ามาจากอีกด้านหนึ่ง อุโมงค์รูหนอนอาจมีความยาวเท่าใดก็ได้ และในขณะที่เดินทางลงอุโมงค์ คุณจะเห็นทิวทัศน์ที่บิดเบี้ยว ของภูมิภาคของจักรวาลที่คุณมาจาก และภูมิภาคที่คุณกําลังเดินทางไป
รูหนอนและการเดินทางข้ามเวลา
ในทางทฤษฎีรูหนอนยังสามารถทําหน้าที่เป็นเครื่องเวลา ความสัมพันธ์พิเศษกําหนดว่านาฬิกาที่เคลื่อนไหวจะทํางานช้า กล่าวอีกนัยหนึ่งใครบางคนที่แข่งกันด้วยความเร็วเกือบของแสงจะไม่ก้าวไปสู่อนาคตของตัวเองทันทีที่มีคนยืนนิ่ง
หากนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างรูหนอนในตอนแรกปลายทั้งสองจะถูกซิงโครไนซ์ในเวลา แต่ถ้าปลายด้านหนึ่งถูกเร่งให้เกือบความเร็วของแสงปลายนั้นจะเริ่มล้าหลังปลายอีกด้านหนึ่ง จากนั้นทางเข้าทั้งสองทางสามารถนํามารวมกันได้ แต่แล้วทางเข้าทางใดทางหนึ่งจะเป็นอดีตของอีกทางหนึ่ง ตามที่นักฟิสิกส์ MIT แอนดรูว์ฟรีดแมน (เปิดในแท็บใหม่). บาคาร่า
