หลุมขาวเปิดโอกาสให้เดินทางข้ามเวลาได้

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของหลุมสีขาวถูกเสนอครั้งแรกโดย Igor Novikov นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีในปี 1964

หลุมขาวเป็นพื้นที่สมมุติในกาลอวกาศซึ่งคาดการณ์ว่าเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบของสมการภาคสนามของไอน์สไตน์

แต่มาเริ่มกันที่หลุมดำกันก่อนดีกว่า หลุมดำก่อตัวขึ้นเมื่อจุดศูนย์กลางของดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายขนาดใหญ่กระทบตัวมันเอง มวลทั้งหมดถูกบีบออกเป็นปริมาตรเล็ก ๆ อย่างอนันต์ แรงดึงดูดของพวกมันยิ่งใหญ่มากจนแม้แต่แสงก็หนีไม่พ้น

หลุมสีขาวตรงข้ามกับหลุมดำทุกประการ แม้ว่าไม่มีอะไรสามารถหนีออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำได้ แต่ไม่มีสิ่งใดสามารถเข้าสู่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมขาวได้ พูดง่ายๆ คือ รูสีขาวจะคายทุกอย่างออกมาและไม่มีอะไรเข้าไป

แนวคิดของหลุมขาวนั้นซับซ้อนมาก ดังนั้นเราจึงพยายามอธิบายในส่วนเล็ก ๆ ในตอนท้ายของบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่น่าสนใจนี้

หลุมขาวมีอยู่จริงหรือไม่?

หลุมขาวเป็นเพียงแนวคิดทางคณิตศาสตร์เชิงทฤษฎีเท่านั้นและยังไม่มีใครพบเห็นในจักรวาล การอภิปรายส่วนใหญ่เกี่ยวกับหลุมขาวเกี่ยวกับคำสมมุติ ทำไม่ได้ และไม่จริง

พวกมันเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับกฎสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งหมายความว่าหากมีหลุมดำนิรันดร์อยู่จริง หลุมสีขาวก็ต้องมีอยู่ในจักรวาลด้วย

คาดว่าพวกมันจะมีคุณสมบัติ เช่น มวล ประจุ โมเมนตัมเชิงมุม แต่สิ่งใดก็ตามที่เข้าใกล้รูสีขาว (แม้ที่ความเร็วแสง) จะไม่มีวันไปถึงรู ตามทฤษฎีแล้ว จักรวาลของเรามีพลังงานไม่เพียงพอที่จะดึงคุณเข้าด้านใน

พวกเขาละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

สาเหตุหลักประการหนึ่งที่ทำให้หลุมสีขาวถือว่าไม่จริงก็คือพวกมันลดเอนโทรปี ซึ่งขัดกับกฎของอุณหพลศาสตร์

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์กล่าวว่าเอนโทรปีรวมของจักรวาลเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีจึงเป็นบวกเสมอ นี่คือสาเหตุที่หลุมสีขาวไม่เข้ากับแบบจำลองจักรวาลของเราในปัจจุบัน

หลักฐานหลุมขาว

แม้ว่าหลักฐานและข้อมูลเกี่ยวกับหลุมขาวยังคงไม่แน่นอน การระเบิดของรังสีแกมมาชื่อ GRB 060614 ซึ่งค้นพบโดยหอสังเกตการณ์ Swift Observatory ของ Neil Gerel ในปี 2549 ถือเป็นเหตุการณ์แรกที่บันทึกไว้สำหรับหลุมขาว

ต่างจาก GRB ทั่วไปซึ่งใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที GRB 060614 การระเบิดแบบไฮบริดกินเวลาอย่างน่าทึ่ง 102 วินาที แต่ไม่เกี่ยวข้องกับซุปเปอร์โนวา สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามถึงฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับหลุมดำและวัตถุท้องฟ้าประเภทอื่นๆ ที่สามารถปล่อยรังสีแกมมา

หลุมขาวสร้างสสารมืดได้

ในปีพ.ศ. 2561 นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าหลุมสีขาวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กมากสามารถประกอบเป็นสสารมืดได้ หลุมสีขาวเล็กๆ ดังกล่าวจะไม่ปล่อยรังสีใดๆ และเนื่องจากพวกมันสั้นกว่าความยาวคลื่นของแสง พวกมันจึงมองไม่เห็น

สสารมืดประกอบขึ้นประมาณ 27% ของจักรวาลของเรา และความหนาแน่นภายในของมันอยู่ที่ประมาณ 1% ของมวลดวงอาทิตย์ต่อลูกบาศก์พาร์เซก ในการอธิบายความหนาแน่นของหลุมสีขาวนี้ ทีมงานได้ประมาณการว่าต้องใช้หลุมสีขาวขนาดเล็กเพียง 1 หลุม (ประมาณหนึ่งในล้านของกรัมและเล็กกว่าโปรตอนมาก) ต่อ 10,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร

หลุมขาวอาจนำหน้าบิ๊กแบงด้วยซ้ำ

ทฤษฎีที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งที่นักวิจัยเสนอคือหลุมสีขาวสามารถอธิบายบิ๊กแบงได้ เนื่องจากเป็นอีกกรณีหนึ่งที่มีสสารและพลังงานจำนวนมากปรากฏขึ้นเองตามธรรมชาติ

อันที่จริง เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าบิ๊กแบงเป็นผลมาจากการระเบิดของหลุมขาว ซึ่งสันนิษฐานว่าพ่นสารและข้อมูลทั้งหมดที่หลุมดำดูดกลืน

แน่นอนว่าเราไม่รู้ว่าทฤษฎีนี้ถูกต้องหรือไม่ แต่กลับเป็นเรื่องตลกที่คิดว่าชีวิตเกิดขึ้นจากหลุมสีขาว

หลุมขาวและหลุมดำเชื่อมต่อกันผ่านรูหนอน

เหตุผลหลักประการหนึ่งในการศึกษาการมีอยู่ของหลุมขาวก็คือ พวกเขาสามารถไขปริศนา: สิ่งที่เกิดขึ้นในใจกลางของหลุมดำ จะเกิดอะไรขึ้นกับข้อมูลทั้งหมดที่ถูกดูดเข้าไป?

หลายทฤษฎีแนะนำว่ามีหลุมสีขาวที่ปลายอีกด้านของหลุมดำ สสารและข้อมูลทั้งหมดที่หลุมดำดูดกลืนจะถูกโยนโดยหลุมขาวไปยังอีกจักรวาลหนึ่ง

"การเข้ามา" ของหลุมดำและ "ทางออก" ของหลุมขาวอาจสัมพันธ์กับสองจักรวาลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และสิ่งที่ทำให้การเชื่อมต่อนี้เป็นไปได้เรียกว่ารูหนอน: สามารถคิดได้ว่าเป็นอุโมงค์ที่มีปลายทั้งสองข้างซึ่งแต่ละแห่งอยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกันในกาลอวกาศ

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีสมการจริงที่ประกอบด้วยรูหนอน อย่างไรก็ตาม ยังไม่ได้มีการสังเกตพบในจักรวาล รูหนอนสามารถเชื่อมต่อระยะทางสั้น ๆ (ไม่กี่เมตร) ระยะทางที่ยาวมาก (ล้านปีแสง) หรือจักรวาลที่แตกต่างกัน

ในปีพ.ศ. 2478 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบรูหนอนชนิดที่ 1 ที่เรียกว่ารูหนอนชวาร์ซชิลด์ โดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ เมตริกชวาร์ซชิลด์ทั้งหมดประกอบด้วยหลุมขาว หลุมดำ และโลกสองใบที่เชื่อมต่อกันที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ผ่านรูหนอน

คำตอบของ Schwarzschild มีสมการจริงสองสมการ - รากที่สองบวกและลบ ฝ่ายหลังอธิบายว่าหลุมดำกำลังเคลื่อนที่ย้อนเวลากลับไป ซึ่งเป็นหลุมขาวเช่นกัน

หลุมขาวเปิดโอกาสให้เดินทางข้ามเวลาได้

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ รูหนอนสามารถเชื่อมต่อจุดสองจุดในเวลาแทนที่จะเป็นสองจุดในอวกาศ ดังนั้น วัตถุที่ถูกหลุมดำกลืนเข้าไปสามารถทะลุผ่านรูหนอนและปะทุออกมาเป็นหลุมขาวในพื้นที่อื่นของเวลา [หรืออวกาศ] ได้

อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้มีข้อเสียมากมาย ตัวอย่างเช่น วัตถุที่ตกลงสู่หลุมดำจะไม่สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงมหาศาลได้ และเนื่องจากรูหนอนนั้นไม่เสถียรอย่างเหลือเชื่อ มันจะพังลงมาเองในทันที

อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์บางคนได้แสดงให้เห็นว่ารูหนอน (ถ้ามี) สามารถเดินทางได้ทั้งในอวกาศและเวลา ศาสตราจารย์คิป ธอร์น แห่งสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลด้วย เสนอว่าปรากฏการณ์ทั้งสาม (หลุมดำ รูหนอน และหลุมขาว) สามารถช่วยให้มนุษย์เดินทางย้อนเวลาได้ (หลายพันปี)

จริงๆ แล้ว มีหลายร้อยทฤษฎีเกี่ยวกับหลุมขาว แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่พบหลักฐานที่น่าเชื่อถือที่จะสนับสนุนการมีอยู่ของพวกเขา อาจมีที่สำหรับพวกเขาในจักรวาลลึกลับอันกว้างใหญ่ของเรา