โดย Paul Sutter เผยแพร่เมื่อ 15 พฤศจิกายน 2021 เซ็กซี่บาคาร่า ทฤษฎีใหม่ขัดแย้งกับการคาดการณ์ก่อนหน้านี้ว่า ‘ทางลัด’ เหล่านี้จะล่มสลายทันทีAn artist’s impression of the inside of a wormhole.
ความประทับใจของศิลปินที่มีต่อภายในรูหนอน (เครดิตภาพ: Shutterstock)
รูหนอนหรือพอร์ทัลระหว่างหลุมดําอาจมีเสถียรภาพหลังจากทั้งหมดทฤษฎีใหม่ป่าแนะนํา
ผลการวิจัยขัดแย้งกับการคาดการณ์ก่อนหน้านี้ว่าทางลัดสมมุติเหล่านี้ผ่านอวกาศเวลาจะล่มสลายทันที
การเปลี่ยนแปลงของทะเลเกิดขึ้นเพราะความแตกต่างเล็ก ๆ น้อย ๆ ในคณิตศาสตร์ของสัมพัทธภาพซึ่งใช้เพื่ออธิบายรูหนอนดังกล่าวจบลงด้วยการเปลี่ยนแปลงภาพรวมของเราอย่างมากว่าพวกเขาประพฤติตัวอย่างไร ที่เกี่ยวข้อง: 18 ความลึกลับที่ยังไม่คลี่คลายที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์
ประการแรกพื้นหลังบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการทํางานของสัมพัทธภาพทั่วไป สัมพัทธภาพก็เหมือนเครื่องจักร ใส่ในวัตถุบางอย่าง – พูดมวลหรือการจัดเรียงของอนุภาค – และเครื่องคายออกว่าคอลเลกชันที่จะทํางานเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ทุกอย่างในสัมพัทธภาพทั่วไปขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวในอวกาศและเวลา: วัตถุเริ่มต้นที่พิกัดทางกายภาพบางอย่างพวกมันเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ และพวกมันจบลงที่พิกัดอื่น ๆ
ในขณะที่กฎของสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการแก้ไขทฤษฎีตัวเองให้อิสระมากในการอธิบายพิกัดเหล่านั้นทางคณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์เรียกคําอธิบายที่แตกต่างกันเหล่านี้ว่า “ตัวชี้วัด” คิดว่าเมตริกเป็นวิธีต่าง ๆ ในการอธิบาย g วิธีไปที่บ้านคุณยายของคุณในวันขอบคุณพระเจ้า นั่นอาจเป็นทิศทางถนน ละติจูดและลองจิจูดจากดาวเทียม หรือสถานที่สําคัญที่เขียนบนผ้าเช็ดปาก เมตริกของคุณแตกต่างกันในแต่ละกรณี แต่ไม่ว่าคุณจะเลือกเมตริกใดคุณจะจบลงที่งานเลี้ยงครั้งใหญ่
ที่เกี่ยวข้อง: 8 วิธีที่คุณสามารถดูทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ในชีวิตจริง
ในทํานองเดียวกันนักฟิสิกส์สามารถใช้ตัวชี้วัดที่แตกต่างกันเพื่ออธิบายสถานการณ์เดียวกันและบางครั้งเมตริกหนึ่งก็มีประโยชน์มากกว่าอีกเมตริกหนึ่งซึ่งคล้ายกับการเริ่มต้นด้วยทิศทางถนน แต่เปลี่ยนเป็นผ้าเช็ดปากเพื่อตรวจสอบอีกครั้งว่าคุณอยู่ในสถานที่สําคัญที่ถูกต้องหรือไม่
หลุมดําที่ขยายออกไป
เมื่อพูดถึงหลุมดําและรูหนอนมีตัวชี้วัดที่เป็นไปได้เล็กน้อย ที่นิยมมากที่สุดคือเมตริก Schwarzschild ซึ่งเป็นที่ที่พบหลุมดําครั้งแรก แต่เมตริกชวาร์สไชลด์มีคณิตศาสตร์ขี้ขลาด เมตริกนั้นประพฤติตัวไม่เหมาะสมในระยะทางหนึ่งจากหลุมดําระยะทางที่รู้จักกันในปัจจุบันว่ารัศมีชวาร์ซไชลด์หรือขอบฟ้าเหตุการณ์และโดย “พฤติกรรมที่ไม่เหมาะสม” เราหมายความว่าเมตริกจะพังทลายลงอย่างสมบูรณ์และไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างจุดต่าง ๆ ในอวกาศและเวลาได้อีกต่อไป แต่มีอีกเมตริกหนึ่งที่เรียกว่าเมตริก Eddington-Finkelstein ซึ่งอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นกับอนุภาคเมื่อพวกเขาไปถึงขอบฟ้าเหตุการณ์:
พวกเขาผ่านขวาและตกลงไปในหลุมดําจะไม่ได้เห็นอีกครั้ง แล้วมันเกี่ยวอะไรกับรูหนอน วิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างรูหนอนคือการ “ขยาย” ความคิดของหลุมดําที่มีภาพกระจกหลุมสีขาว ความคิดนี้ถูกเสนอครั้งแรกโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์และนาธานโรเซนดังนั้นเหตุผลที่รูหนอนบางครั้งเรียกว่า “สะพานไอน์สไตน์โรเซน” ในขณะที่หลุมดําไม่เคยปล่อยอะไรออกมาหลุมสีขาวไม่เคยให้อะไรเข้ามา ในการสร้างรูหนอนคุณเพียงแค่ใช้หลุมดําและหลุมสีขาวและเข้าร่วมเอกพจน์ของพวกเขา (จุดของความหนาแน่นที่ไม่มีที่สิ้นสุดในศูนย์กลางของพวกเขา) สิ่งนี้จะสร้างอุโมงค์ผ่านอวกาศเวลา
ผลลัพธ์? อุโมงค์ที่ประพฤติตัวไม่เหมาะสม
เส้นทางแคบเมื่อรูหนอนทางทฤษฎีมีอยู่จริงมันสมเหตุสมผลอย่างยิ่งที่จะถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้ามีคนพยายามเดินผ่านมัน นั่นคือที่มาของเครื่องจักรของสัมพัทธภาพทั่วไป: เมื่อพิจารณาจากสถานการณ์ (ที่น่าสนใจมาก) อนุภาคจะทํางานอย่างไร? คําตอบมาตรฐานคือรูหนอนน่ารังเกียจ รูสีขาวนั้นไม่เสถียร (และอาจไม่มีอยู่จริง) และกองกําลังที่รุนแรงภายในรูหนอนบังคับให้รูหนอนยืดออกและหักเหมือนแถบยางในขณะที่มันก่อตัวขึ้น และถ้าคุณพยายามที่จะส่งบางสิ่งบางอย่างลงมันได้หรือไม่ โชคดีนะ
แต่ไอน์สไตน์และโรเซ่นสร้างรูหนอนของพวกเขาด้วยเมตริกชวาร์สไชลด์ตามปกติและการวิเคราะห์รูหนอนส่วนใหญ่ใช้เมตริกเดียวกัน ดังนั้นนักฟิสิกส์ Pascal Koiran ที่ Ecole Normale Supérieure de Lyon ในฝรั่งเศสจึงพยายามทําอย่างอื่น: โดยใช้เมตริก Eddington-Finkelstein แทน กระดาษของเขาอธิบายไว้ในเดือนตุลาคมในฐานข้อมูลการพิมพ์ล่วงหน้า arXiv (เปิดในแท็บใหม่)มีกําหนดที่จะตีพิมพ์ในฉบับที่กําลังจะมาถึงของวารสารฟิสิกส์สมัยใหม่ DKoiran พบว่าการใช้เมตริก Eddington-Finkelstein เขาสามารถติดตามเส้นทางของอนุภาคผ่านรูหนอนสมมุติได้ง่ายขึ้น เขาพบว่าอนุภาคสามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์เข้าสู่อุโมงค์รูหนอนและหลบหนีผ่านอีกด้านหนึ่งทั้งหมดในระยะเวลาที่ จํากัด เมตริกของเอ็ดดิงตัน-ฟิงเคลสไตน์ ไม่ได้ประพฤติตัวไม่เหมาะสมกับจุดใด ๆ ในวิถีนั้น เซ็กซี่บาคาร่า
