หนอนคืออะไร?
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีได้ตั้งสมมติฐานถึงการมีอยู่ของ "ทางลัด" ดังกล่าว
เนื่องจากชื่อสะพาน Einstein-Rosen นั้นแห้งไปเล็กน้อยสำหรับเหตุการณ์ที่ไม่น่าประทับใจมันจึงกลายเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อหนอนหรือหนอน
คุณสามารถวาดภาพตัวหนอนได้อุโมงค์ที่เชื่อมต่อสองจุดในเวลาว่าง อุโมงค์นี้อาจเป็นรางน้ำตรงหรือเส้นทางที่คดเคี้ยว ถ้ารูหนอนนั้น“ ผ่านได้” มันจะทำหน้าที่ตัดทอนเส้นทางผ่านกาลอวกาศให้เชื่อมจุดสองจุดที่แตกต่างออกไป Wormholes สามารถเชื่อมต่อจุดต่าง ๆ ภายในจักรวาลเดียวกันหรือพวกเขาสามารถเชื่อมต่อจักรวาลต่าง ๆ
วิธีที่ใช้บ่อยที่สุดในการแสดงหนอน - จินตนาการว่าคุณกำลังถือกระดาษแผ่นหนึ่งซึ่งเป็นพื้นที่ปกติ นึกถึงการเดินทางผ่านอวกาศเหมือนกับการเดินทางบนกระดาษ ทีนี้ทำเครื่องหมายจุดที่ปลายแต่ละด้านแล้วพับครึ่งแผ่นกระดาษเชื่อมจุดทั้งสองเข้าด้วยกัน แต่อย่าให้มันแตะ หากคุณเดินทางในพื้นที่ธรรมดา (นั่นคือตามแผ่นกระดาษ) การเดินทางจากเครื่องหมายของคุณไปยังอีกจุดหนึ่งจะใช้เวลานานกว่าหากมีอุโมงค์หรือ "หนอน" เชื่อมต่อสองจุดบนกระดาษผ่านช่องว่างระหว่างพวกเขา
หนอนมีอยู่จริงหรือไม่?
หนอนไม่เคยถูกสังเกตโดยตรงหรือทางอ้อม แต่พวกเขา "มีอยู่" ในแง่คณิตศาสตร์เมื่อพวกเขาเกิดขึ้นในการแก้สมการของสนามโน้มถ่วงที่รองรับทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ซึ่งหมายความว่าเราสามารถแยกจักรวาลออกเป็นหลายส่วนแล้วใช้สมการทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายว่าส่วนเหล่านั้นเข้ากันได้อย่างไร
สมการของสนามเหล่านี้เปรียบเสมือนนั่งร้านซึ่งจักรวาลถูกสร้างขึ้น สมการที่อธิบายว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือแรงดึงดูดของโลกไม่จำเป็นต้องใช้ตัวหนอน แต่ก็ทำเช่นนั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับสมการทั่วไปของสนามสัมพัทธภาพคือหนอนที่เชื่อมต่อสองจุดในเวลาอวกาศ
รูหนอนไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์ทางทฤษฎีเท่านั้น มีปัญหาที่ทราบหลายประการที่ทำให้เป็นจริงได้ แม้แต่ในวิชาคณิตศาสตร์ที่อยู่นอกเหนือสมการของไอน์สไตน์
ทำไมหนอนถึงเป็นอันตราย? การค้นพบของพวกเขาจะนำไปสู่ที่ไหน?
สำหรับผู้เริ่มต้นหนอนไม่แน่นอนเช่นยุบอย่างรวดเร็ว ดังนั้นนักเดินทางที่เป็นไปได้ใด ๆ ในอวกาศจะไม่สามารถไปถึงปลายอีกด้านของอุโมงค์หากมันพังทลายลงมารอบ ๆ พวกเขา อย่างไรก็ตามไม่ได้หายไปเพราะนักฟิสิกส์ค้นพบว่าการใช้สสารแปลกใหม่สามารถเปิดช่องโหว่ให้หนอนเปิดได้ สสารแปลกใหม่ที่จะไม่สับสนกับสสารมืดเป็นรูปแบบที่มีความหนาแน่นพลังงานเชิงลบและความดันลบ มันเป็นสิ่งที่น่ารังเกียจไม่ใช่แรงดึงดูด จนถึงปัจจุบันสสารแปลกปลอมปรากฏในรูปแบบของอนุภาคในการทดลองควอนตัมดังนั้นจึงไม่มีใครรู้ว่าสสารแปลกใหม่มากพอที่จะสร้างหนอนในที่แห่งเดียวได้หรือไม่
ปัญหาการเดินทางข้ามเวลา
และแม้ว่าเราจะสามารถรองรับอุโมงค์ด้วยค้นพบโดยความสามารถของสสารแปลกใหม่ในการป้องกันแรงโน้มถ่วงนักทฤษฎีอื่น ๆ เช่นสตีเฟ่นฮอว์คิงเตือนถึงปัญหาอื่น ถ้าหากมีแม้แต่อนุภาคเดียวที่กระทบกับเวิร์มคณิตศาสตร์ก็จำเป็นต้องให้รูหนอนเริ่มยุบตัว มันไม่ได้เป็นลางดีสำหรับอวกาศและการเดินทางข้ามเวลา
คุณไม่สามารถสร้างเส้นโค้งปิดเหมือนกับเวลาได้ ฟันเฟืองจะป้องกันไม่ให้เส้นโค้งเวลาปิดปรากฏขึ้นกฎแห่งฟิสิกส์ไม่ใช่ ฮอว์คิงเตือนเมื่อเขาปกป้องลำดับเหตุการณ์ของเวลาในการศึกษาปี 1992 ของเขา โดยปล่อยให้เส้นโค้งคล้ายเวลาที่ปิดปรากฏ
ศักยภาพหนอน หนอนสามารถให้อะไรเราได้บ้าง?
Wormholes เป็นไอเท็มยอดนิยมแฟนนิยายวิทยาศาสตร์และนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเพราะปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถเปิดโอกาสมากมาย มนุษย์สามารถเดินทางไปยังกาแลคซีอื่นหรือสำรวจการมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานในชีวิตมนุษย์
ยานอวกาศสมมุตินี้ด้วยวงแหวนเหนี่ยวนำ "พลังงานเชิงลบ" ได้รับแรงบันดาลใจจากทฤษฎีล่าสุดที่อธิบายว่าอวกาศสามารถโค้งงอด้วยพลังงานเชิงลบเพื่อสร้างการขนส่งที่เร็วเป็นพิเศษเพื่อไปยังระบบดาวที่อยู่ห่างไกลได้อย่างไร
และหนอนไม่เพียงให้โอกาสเดินทางไปในอวกาศ แต่ยังสำหรับการเดินทางข้ามเวลา เราสามารถย้อนกลับไปยังยุคแรกของการก่อตัวของระบบสุริยะของเราและในที่สุดก็จบการอภิปรายเกี่ยวกับวิธีที่ดวงจันทร์ของเราก่อตัวขึ้น บางทีแม้แต่ไขปริศนาของหลุมดำมวลมหาศาลที่ปรากฏในใจกลางทางช้างเผือก? และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น
ระบุว่าการดำรงอยู่ของตัวหนอนนั้นมีเสน่ห์มากดังนั้นควรคาดหวังให้มีการวิจัยมากที่สุดในหัวข้อนี้ และเมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาดั้งเดิม
นักวิทยาศาสตร์แนะนำอะไร?
เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้ค้นพบหลุมดำลึกลับแล้ว หนอนอาจเป็นสิ่งต่อไป
ตัดสินโดยการวิจัย นักฟิสิกส์ หลุมดำหมุนวนเข้าไปในรูหนอนจะสร้างระลอกคลื่นในอวกาศและพื้นที่ว่างที่สามารถตรวจจับและบันทึกได้โดยหอสังเกตการณ์คลื่นโน้มถ่วง LIGO และ Virgo
จนถึงขณะนี้ยังไม่พบหลักฐานว่ามีหนอนอาศัยอยู่ แต่ถ้าพวกเขามีอยู่นักวิจัยมีโอกาสตรวจจับหนอนโดยใช้คลื่นความโน้มถ่วงนักวิทยาศาสตร์มั่นใจ
ในแนวทางเชิงทฤษฎีของพวกเขาพวกเขาพิจารณาหลุมดำที่มีมวลห้าเท่าดวงอาทิตย์ซึ่งหมุนรอบหลุมหนอนในระยะ 1.6 พันล้านปีแสงจากโลก นักวิจัยคำนวณว่าเมื่อหลุมดำเข้าใกล้รูหนอนมันจะหมุนเข้าด้านในราวกับว่ามันกำลังโคจรรอบหลุมดำขนาดใหญ่อีกก้อนหนึ่ง กระบวนการนี้จะสั่นสะเทือนและสร้างคลื่นความโน้มถ่วง ตอนแรกพวกเขาจะดูเหมือนรูปแบบคลื่นมาตรฐานที่เพิ่มความถี่ในช่วงเวลา
แต่ทันทีที่หลุมดำมาถึงใจกลางของรูหนอนเรียกว่าคอหลุมดำจะผ่านไปและคลื่นความโน้มถ่วงในเอกภพแรกจะหายไปทันที
นักวิจัยมองว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากหลุมดำปรากฏขึ้นในโลกอันห่างไกล เช่น จักรวาลอื่น ในกรณีนี้ คลื่นความโน้มถ่วงในจักรวาล #1 จะหายไปอย่างกะทันหัน
ในจักรวาลที่ 2 หลุมดำที่กำลังอุบัติใหม่จะเริ่มเคลื่อนที่เป็นเกลียว นี่อาจบ่งบอกว่าเธอกำลังผ่านอุโมงค์กาล-อวกาศ
และตามที่นักวิทยาศาสตร์คาดไว้แตกต่างจากสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นเข้ามาใกล้กัน ถัดไปหลุมดำจะทำซ้ำการเคลื่อนไหวตามแนวอุโมงค์ระหว่างสองจักรวาลทำให้เกิดการระเบิดของคลื่นความโน้มถ่วงตราบเท่าที่พลังงานของมันอนุญาต
ตามที่นักวิจัยถ้าจักรวาลหมายเลข 2เป็นจักรวาลของเราในระยะหนึ่งนักวิทยาศาสตร์จะมีโอกาสตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงพิเศษเหล่านี้ นี่จะเป็นการพิสูจน์ว่าหลุมดำนั้นผ่านรูหนอนซึ่งหมายความว่ามันมีอยู่จริง
บรรทัดล่างคืออะไร?
ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงอันเป็นผลมาจากความโค้งของกาล-อวกาศ รูหนอนก็เป็นไปได้
LIGO Observatory ซึ่งตั้งอยู่ใน Unitedสหรัฐอเมริกาหรือหอสังเกตการณ์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นสูงในอิตาลีกำลังตรวจจับระลอกคลื่นจากหลุมดำหรือดาวนิวตรอน วัตถุขนาดใหญ่เหล่านี้หมุนรอบกันและกันก่อนที่จะรวมเข้าด้วยกัน
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตเห็นเช่นนี้การควบรวมกิจการมีการยืนยันมากกว่าหนึ่งโหลตั้งแต่ปี 2015 และรอการยืนยันเพิ่มเติม แต่ในบางจุดนักฟิสิกส์จะต้องมุ่งเน้นไปที่ความเป็นไปได้ที่ผิดปกติมากขึ้น Viter Cardoso นักฟิสิกส์ของ Instituto Superior Técnicoในลิสบอนโปรตุเกสกล่าว ถึงเวลาที่จะมองหาสัญญาณที่แปลกประหลาด แต่น่าตื่นเต้นเขาเน้น
แต่ถึงกระนั้นมนุษยชาติก็ควรระลึกถึงคำเตือนของฮอว์คิงและจำได้ว่ามันอันตรายแค่ไหน
อ่านยัง
มาดูกันว่าหน้าร้อนของดาวเสาร์จะเป็นอย่างไร
มีรูปถ่ายว่าฝุ่นจากทะเลทรายไหลไปสู่มหาสมุทรแอตแลนติกอย่างไร
ดูว่ากล้องโทรทรรศน์ตัวต่อของฮับเบิลมองเห็นอะไรในอวกาศ