Wormhole: ประวัติศาสตร์ทฤษฎีประเภทการฝึกอบรมการเดินทางในเวลา

หนอน ในทางดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาเป็นทางผ่านที่เชื่อมต่อสองจุดในโครงสร้างของกาลอวกาศ เช่นเดียวกับแอปเปิ้ลที่ร่วงหล่นเป็นแรงบันดาลใจให้กับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอแซกนิวตันในปี 1687 หนอนที่เจาะรูแอปเปิ้ลได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับทฤษฎีใหม่ ๆ

เช่นเดียวกับที่เวิร์มสามารถเข้าถึงจุดอื่นบนพื้นผิวของบล็อกผ่านอุโมงค์รูหนอนเวลาอวกาศเป็นทางลัดเชิงทฤษฎีที่อนุญาตให้เดินทางไปยังไซต์ที่อยู่ห่างไกลในจักรวาลในเวลาที่น้อยลง

มันเป็นความคิดที่ได้จับและยังคงจินตนาการของคนจำนวนมาก ในขณะเดียวกันนักจักรวาลวิทยาก็กำลังยุ่งมองหาวิธีในการพิสูจน์การมีอยู่ของพวกเขา แต่ในขณะนี้พวกเขายังคงเป็นเป้าหมายของการเก็งกำไร

เพื่อให้เข้าใกล้ความเข้าใจของหนอนมากขึ้นความเป็นไปได้ในการเดินทางข้ามกาลเวลาและความแตกต่างระหว่างหนอนและหลุมดำเราต้องวางตัวเองในแนวคิดของกาลอวกาศ

กาลอวกาศคืออะไร

แนวคิดเรื่องอวกาศ - เวลาเชื่อมโยงกับรูหนอนอย่างใกล้ชิด นั่นคือเหตุผลที่จำเป็นต้องสร้างสิ่งแรกและลักษณะสำคัญของมันคืออะไร

Spacetime คือที่ซึ่งแต่ละเหตุการณ์ในจักรวาลเกิดขึ้น และเอกภพในทางกลับกันก็คือจำนวนทั้งสิ้นของเวลาอวกาศซึ่งสามารถสร้างพลังงานสสารทุกรูปแบบและอื่น ๆ ...

เมื่อแฟนพบแฟนมันเป็นเหตุการณ์ แต่เหตุการณ์นี้มีพิกัดเชิงพื้นที่: สถานที่ของการประชุม และพิกัดทางโลก: ปีเดือนวันและชั่วโมงการประชุม

การกำเนิดของดาวฤกษ์หรือการระเบิดของซูเปอร์โนวาก็เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอวกาศ

ตอนนี้ในภูมิภาคของจักรวาลที่ปราศจากมวลและการโต้ตอบกาลอวกาศนั้นค่อนข้างแบน ซึ่งหมายความว่ารังสีแสงสองชนิดที่เริ่มต้นขนานกันดำเนินต่อไปเช่นนี้ตราบใดที่ยังคงอยู่ในภูมิภาคนั้น โดยวิธีการสำหรับแสงของแสงเวลาเป็นนิรันดร์

แน่นอนกาลอวกาศไม่ได้แบนเสมอไป เอกภพมีวัตถุที่มีมวลซึ่งปรับเปลี่ยนเวลาอวกาศโดยกำเนิดความโค้งเวลาอวกาศในระดับสากล

อัลเบิร์ตไอน์สไตน์เป็นตัวของตัวเองที่ตระหนักในช่วงเวลาแห่งแรงบันดาลใจที่เขาเรียกว่า "ความคิดที่มีความสุขที่สุดในชีวิตของฉัน" ว่าผู้สังเกตการณ์ที่เร่งความเร็วนั้นแยกไม่ออกจากคนที่อยู่ใกล้กับวัตถุ มันเป็นหลักการที่มีชื่อเสียงของการเทียบเท่า

และผู้สังเกตการณ์แบบเร่งโค้งเส้นโค้งกาลอวกาศนั่นคือเรขาคณิตแบบยุคลิดไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป ดังนั้นในสภาพแวดล้อมของวัตถุขนาดใหญ่เช่นดาว, ดาวเคราะห์, กาแล็กซี่, หลุมดำหรือจักรวาลตัวเองเวลาอวกาศโค้ง

ความโค้งนี้เป็นที่รับรู้ของมนุษย์ในฐานะแรงดึงดูดที่เรียกว่าแรงโน้มถ่วงรายวัน แต่ก็ลึกลับในเวลาเดียวกัน

แรงโน้มถ่วงเป็นปริศนาที่บังคับให้เราไปข้างหน้าเมื่อรถบัสที่เราเดินทางหยุดลงอย่างกะทันหัน ราวกับว่ามีบางสิ่งที่มองไม่เห็นมืดและใหญ่โตอยู่ครู่หนึ่งยืนอยู่ตรงหน้าเราและดึงดูดเราผลักเราไปข้างหน้าทันที

ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ในรูปแบบวงรีรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากมวลของสิ่งนี้ก่อให้เกิดภาวะซึมเศร้าในพื้นผิวเวลาอวกาศซึ่งเป็นสาเหตุให้ดาวเคราะห์โค้งวิถีของพวกมัน รังสีที่ส่องสว่างยังโค้งวิถีของมันหลังจากภาวะซึมเศร้าตามกาลเวลาที่เกิดจากดวงอาทิตย์

อุโมงค์ผ่านอวกาศ - เวลา

หากเวลาอวกาศเป็นพื้นผิวโค้งโดยหลักการแล้วไม่มีสิ่งใดป้องกันไม่ให้พื้นที่เชื่อมต่อกับอีกอันผ่านอุโมงค์ การเดินทางผ่านอุโมงค์เช่นนี้ไม่เพียง แต่จะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสถานที่ แต่ยังเสนอความเป็นไปได้ที่จะไปอีกครั้ง

ความคิดนี้เป็นแรงบันดาลใจให้กับหนังสือซีรีย์และภาพยนตร์ในนิยายวิทยาศาสตร์หลายเรื่องรวมถึงซีรีส์อเมริกันที่มีชื่อเสียงในยุคทศวรรษที่หก "อุโมงค์แห่งกาลเวลา" และ "Deep Space 9" ล่าสุดของแฟรนไชส์ ​​Star Trek และภาพยนตร์เรื่อง 2014

ความคิดนี้มาจากไอน์สไตน์คนเดียวกันซึ่งกำลังมองหาคำตอบของสมการทั่วไปของทฤษฎีสัมพัทธภาพพบกับนาธานโรเซ็นซึ่งเป็นทฤษฎีที่อนุญาตให้เชื่อมต่อพื้นที่ที่แตกต่างกันสองช่วงเวลาผ่านอุโมงค์ที่ทำงานเป็นทางลัด

วิธีการแก้ปัญหานี้เรียกว่า สะพาน Einstein-Rosen และ ปรากฏในงานเผยแพร่ในปี 1935

อย่างไรก็ตามคำว่า "หนอน" ถูกใช้เป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2500 เนื่องจากนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี John Wheeler และ Charles Misner ได้ตีพิมพ์ในปีนั้น ก่อนหน้านี้มีการพูดถึง "หลอดหนึ่งมิติ" เพื่ออ้างถึงแนวคิดเดียวกัน

ต่อมาในปีพ. ศ. 2523 คาร์ลเซแกนเขียนนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง "ติดต่อ" ซึ่งเป็นหนังสือที่มีการสร้างภาพยนตร์ในภายหลัง ตัวเอกที่ชื่อว่า Elly ค้นพบชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดห่างออกไป 25, 000 ปีแสง Carl Sagan ต้องการให้ Elly เดินทางไปที่นั่น แต่ในทางที่น่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์

การเดินทางห่างออกไป 25, 000 ปีแสงไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับมนุษย์เว้นแต่จะค้นหาทางลัด หลุมดำไม่สามารถแก้ปัญหาได้เนื่องจากเมื่อเข้าใกล้เอกภาวะความโน้มถ่วงเชิงอนุพันธ์จะทำให้เรือและลูกเรือของมันฉีกขาด

ในการค้นหาความเป็นไปได้อื่น ๆ คาร์ลเซแกนได้ปรึกษาหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญหลุมดำที่สำคัญแห่งหนึ่งในเวลานี้: Kip Thorne ผู้เริ่มคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้และตระหนักว่าสะพานหรือหลุมหนอน Einstein-Rosen วีลเลอร์เป็นทางออก

อย่างไรก็ตาม Thorne ยังสังเกตเห็นว่าวิธีการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ไม่เสถียรนั่นคืออุโมงค์เปิด แต่ในเวลาสั้น ๆ มันบีบคอและหายไป

ความไร้เสถียรภาพของตัวหนอน

เป็นไปได้ไหมที่จะใช้หนอนเจาะรูเพื่อเดินทางไกลในอวกาศและเวลา?

หนอนถูกทำหน้าที่ในนิยายวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพื่อนำตัวละครเอกไปยังสถานที่ห่างไกลและสัมผัสกับความขัดแย้งในช่วงเวลาที่ไม่เชิงเส้น

Kip Thorne ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สองวิธีสำหรับปัญหาความไม่เสถียรของตัวหนอน:

• ผ่าน โฟมควอนตัมที่ เรียกว่า ที่ระดับพลังค์ (10-35 ม.) มีความผันผวนของควอนตัมที่สามารถเชื่อมต่อสองกาลเวลาของอวกาศผ่าน microtunnels อารยธรรมสมมุติฐานขั้นสูงมากสามารถหาทางที่จะขยายข้อความและทำให้พวกเขานานพอสำหรับมนุษย์ที่จะผ่าน
• เรื่องมวลติดลบ ตามการคำนวณที่ตีพิมพ์ในปี 1990 โดย Thorne ตัวเองมันจะต้องใช้จำนวนมหาศาลของเรื่องแปลก ๆ นี้เพื่อให้ปลายของหนอนเปิด

สิ่งที่น่าทึ่งเกี่ยวกับการแก้ปัญหาครั้งสุดท้ายนี้ก็คือไม่เหมือนหลุมดำไม่มีความแปลกประหลาดหรือปรากฏการณ์ควอนตัมและเส้นทางของมนุษย์ผ่านอุโมงค์ประเภทนี้จะเป็นไปได้

ด้วยวิธีนี้ตัวหนอนจะไม่เพียง แต่อนุญาตให้เชื่อมต่อพื้นที่ห่างไกลในอวกาศ แต่ยังแยกออกจากกันในเวลา ดังนั้นพวกเขาจึงเป็นเครื่องจักรที่จะเดินทางในเวลา

สตีเฟ่นฮอว์คิงอ้างอิงที่ดีของจักรวาลวิทยาของปลายศตวรรษที่ยี่สิบไม่เชื่อว่าเป็นไปได้หรือหนอนหรือเครื่องเวลาเพราะความขัดแย้งและความขัดแย้งที่เกิดขึ้นจากพวกเขาหลายคน

นั่นไม่ได้ลดทอนวิญญาณของนักวิจัยคนอื่น ๆ ผู้แนะนำความเป็นไปได้ที่หลุมดำสองแห่งในพื้นที่ต่าง ๆ ของกาลอวกาศเชื่อมต่อภายในด้วยหนอน

แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่สามารถนำไปใช้ในการเดินทางข้ามอวกาศได้เนื่องจากนอกเหนือจากความยากลำบากที่จะนำไปสู่ความเป็นเอกเทศของหลุมดำ แต่ก็ไม่มีความเป็นไปได้ที่จะออกจากปลายอีกด้านหนึ่งเพราะมันเป็นหลุมดำอีกแห่ง

ความแตกต่างระหว่างหลุมดำและหลุมหนอน

เมื่อคุณพูดถึงรูหนอนคุณก็จะนึกถึงหลุมดำทันที

หลุมดำนั้นเกิดขึ้นตามธรรมชาติหลังจากวิวัฒนาการและการตายของดาวฤกษ์ที่มีมวลวิกฤตมาก

มันเกิดขึ้นหลังจากดาวฤกษ์หมดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และเริ่มหดตัวกลับไม่ได้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง มันยังคงดำเนินต่อไปอย่างไม่หยุดยั้งจนกระทั่งมันทำให้เกิดการยุบตัวซึ่งไม่มีอะไรน้อยกว่ารัศมีของขอบฟ้าเหตุการณ์สามารถหลบหนีได้แม้แต่แสง

ในการเปรียบเทียบหนอนนั้นเป็นปรากฏการณ์พิเศษซึ่งเป็นผลมาจากความผิดปกติของสมมติฐานในความโค้งของอวกาศ - เวลา ในทางทฤษฎีมันเป็นไปได้ที่จะผ่านพวกเขา

อย่างไรก็ตามถ้ามีคนพยายามที่จะผ่านหลุมดำแรงโน้มถ่วงและรังสีที่รุนแรงที่สุดในบริเวณใกล้เคียงของภาวะเอกฐานจะทำให้มันกลายเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ของอนุภาคอะตอม

มีหลักฐานทางอ้อมและมีเพียงหลักฐานโดยตรงเมื่อไม่นานมานี้ว่ามีหลุมดำอยู่ ในบรรดาหลักฐานเหล่านี้คือการปล่อยและการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยการดึงดูดและการหมุนของหลุมดำขนาดมหึมาสองแห่งที่ตรวจพบโดยหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง LIGO

มีหลักฐานว่าในใจกลางกาแลคซีขนาดใหญ่เช่นทางช้างเผือกของเรามีหลุมดำมวลมหาศาล

การหมุนอย่างรวดเร็วของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ใจกลางรวมถึงรังสีความถี่สูงจำนวนมากที่เปล่งออกมาจากมันเป็นหลักฐานทางอ้อมว่ามีหลุมดำขนาดใหญ่ที่อธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้

เมื่อวันที่ 10 เมษายน 2019 ภาพถ่ายแรกของหลุมดำมวลมหาศาล (มวลดวงอาทิตย์ 7000 ล้านเท่า) ปรากฏต่อโลกซึ่งตั้งอยู่ในกาแลคซีห่างไกลมาก: Messier 87 ในกลุ่มดาวราศีกันย์ถึง 55 ล้าน ของปีแสงจากโลก

ภาพถ่ายหลุมดำนี้เกิดขึ้นได้ด้วยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกที่เรียกว่า "กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์" ด้วยการมีส่วนร่วมของนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 200 คนจากทั่วโลก

จากตัวหนอนแทนไม่มีหลักฐานจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับและติดตามหลุมดำได้อย่างไรก็ตามตัวหนอนนั้นไม่สามารถเป็นไปได้

ดังนั้นพวกเขาจึงเป็นวัตถุสมมุติแม้ว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎีเช่นเดียวกับที่ครั้งหนึ่งพวกเขาเป็นหลุมดำ

หนอนชนิดต่าง ๆ /

แม้ว่าพวกเขาจะยังไม่ได้รับการตรวจพบหรืออาจเป็นเพราะเหตุผลนี้พวกเขาได้จินตนาการถึงความเป็นไปได้ที่แตกต่างกันสำหรับหนอนหลุม ทั้งหมดเป็นไปได้ในทางทฤษฎีเนื่องจากพวกเขาตอบสนองสมการของ Einstein สำหรับทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป นี่คือบางส่วน:

• Wormholes ที่เชื่อมสองพื้นที่ spatio-temporal ของจักรวาลเดียวกัน
• Wormholes สามารถเชื่อมต่อจักรวาลกับจักรวาลอื่น
• สะพานแห่งไอน์สไตน์ - โรเซ็นซึ่งสสารสามารถผ่านจากช่องหนึ่งไปสู่อีกช่องหนึ่งได้ แม้ว่าขั้นตอนของสสารนี้จะทำให้เกิดความไม่มั่นคงทำให้อุโมงค์ยุบตัว
• หนอนของ Kip Thorne ที่มีเปลือกทรงกลมของสสารมวลติดลบ มันมีเสถียรภาพและ atravesable ทั้งสองทิศทาง
• Schwarzschild Wormhole ประกอบด้วยหลุมดำสองอันเชื่อมต่อกัน พวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เนื่องจากสสารและแสงติดอยู่ระหว่างปลายทั้งสอง
• ตัวหนอนที่มีภาระและ / หรือการหมุนหรือเคอร์ซึ่งประกอบด้วยหลุมดำแบบไดนามิกที่เชื่อมต่อภายในสองตัวสามารถเคลื่อนที่ได้ในทิศทางเดียว
• ควอนตัมอวกาศ - เวลาโฟมซึ่งมีอยู่ในระดับทฤษฎี subatomic โฟมประกอบด้วยอุโมงค์ย่อยที่ไม่เสถียรสูงซึ่งเชื่อมต่อพื้นที่ต่าง ๆ เพื่อสร้างความมั่นคงและขยายพวกเขาจะต้องมีการสร้างพลาสมาของควาร์กและกลูออนซึ่งจะเรียกร้องพลังงานจำนวนเกือบไม่ จำกัด สำหรับรุ่นของพวกเขา
• อีกไม่นานต้องขอบคุณทฤษฎีสตริงมันได้รับการทฤษฏีเกี่ยวกับหนอนเพื่อรองรับสตริงของจักรวาล
• หลุมดำพันแล้วแยกออกจากกันซึ่งโผล่ออกมาเป็นหลุมอวกาศ - เวลาหรือสะพานไอน์สไตน์ - โรเซ็นที่จัดขึ้นโดยแรงโน้มถ่วง มันเป็นวิธีแก้ปัญหาเชิงทฤษฎีที่เสนอในเดือนกันยายน 2013 โดยนักฟิสิกส์ Juan Maldacena และ Leonard Susskind

ทุกอย่างเป็นไปได้อย่างสมบูรณ์แบบเนื่องจากไม่ขัดแย้งกับสมการความสัมพันธ์ทั่วไปของ Einstein

เป็นไปได้ไหมที่จะเห็นหนอนในวันหนึ่ง?

เป็นเวลานานแล้วหลุมดำเป็นคำตอบทางทฤษฎีสมการของไอน์สไตน์ ไอน์สไตน์เองก็ถามถึงความเป็นไปได้ที่มนุษยชาติจะถูกตรวจจับได้

ดังนั้นเป็นเวลานานหลุมดำยังคงทำนายตามทฤษฎีจนกระทั่งพบและพบ นักวิทยาศาสตร์ปิดบังความหวังเดียวกันสำหรับหนอน

เป็นไปได้มากว่าพวกเขาอยู่ที่นั่นด้วยเช่นกัน แต่พวกเขายังไม่ได้เรียนรู้ที่จะค้นหาพวกมัน แม้ว่าจะมีการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่หนอนก็ยังทิ้งร่องรอยและเงาไว้ได้แม้ในกล้องโทรทรรศน์

เชื่อว่าโฟตอนเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ รูหนอนซึ่งสร้างวงแหวนเรืองแสง โฟตอนที่อยู่ใกล้ที่สุดจะตกลงข้างในและทิ้งไว้ข้างหลังเงาซึ่งจะแยกความแตกต่างจากหลุมดำ

จากข้อมูลของ Rajibul Shaikh นักฟิสิกส์จากสถาบันวิจัยพื้นฐานทาทาในเมืองมุมไบประเทศอินเดียรูหนอนหมุนชนิดหนึ่งจะสร้างเงาที่ใหญ่และโค้งกว่าหลุมดำ

ในงานของเขา Shaikh ได้ศึกษาเงาของทฤษฏีที่คาดการณ์โดยหนอนเจาะระดับหนึ่งซึ่งมุ่งเน้นไปที่บทบาทที่สำคัญของคอของรูสำหรับการก่อตัวของเงาโฟตอน

Shaikh ยังได้วิเคราะห์การพึ่งพาของเงาด้วยการหมุนของตัวหนอนและยังได้เปรียบเทียบกับเงาที่ฉายโดยหลุมดำหมุนของเคอร์ค้นหาความแตกต่างที่สำคัญ มันเป็นงานทางทฤษฎีอย่างสมบูรณ์

นอกจากนั้นในขณะนี้ตัวหนอนยังคงเป็นนามธรรมทางคณิตศาสตร์ แต่เป็นไปได้ว่าในไม่ช้าคนคนหนึ่งจะสามารถมองเห็นพวกมันได้ อะไรที่สุดขั้วอื่น ๆ ในขณะนี้ยังคงเป็นเรื่องของการคาดเดา