หากคุณเชื่อว่าการสร้างสรรค์นิยายวิทยาศาสตร์หลุมดำทำหน้าที่เป็นประตูสู่โลกอื่นไม่ว่าจะเป็นส่วนที่ห่างไกลของจักรวาลนี้หรือจักรวาลอื่น ๆ ทั้งหมด แต่ความจริงอาจซับซ้อนกว่านั้น และนอกขอบเขตของ Sci-Fi การทิ้งเข้าไปในหลุมดำเป็นความคิดที่ไม่ดี
ถึงกระนั้นก็กลับกลายเป็นว่าคนที่เข้ามาหลุมดำอย่างน้อยก็มีโอกาสหลบหนีเล็กน้อยไม่ว่าจะกลับเข้าสู่โลกของตัวเองหรือไปยังสถานที่แปลกใหม่ นี่เป็นเพราะหลุมดำงอพื้นที่จริง ๆและสามารถนำคะแนนที่อยู่ห่างจากกันมากขึ้นโดยปกติ
การเปรียบเทียบที่ใช้บ่อยครั้งคือการดัดของกระดาษ หากคุณวาดเส้นบนกระดาษมันจะเป็นไปตามรูปร่างของกระดาษและความยาวของเส้นจะไม่เปลี่ยนแปลงโดยการงอกระดาษ แต่ถ้าคุณผ่านกระดาษจุดสิ้นสุดของเส้นจะอยู่ใกล้กันมาก การทำความเข้าใจสิ่งนี้จำเป็นต้องมีการดำน้ำในทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ที่ใช้กับแรงโน้มถ่วง -5 เหตุผลที่เราอาจอาศัยอยู่ในลิขสิทธิ์-
การหลบหนีจากกำมือของหลุมดำ
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าหลุมดำไม่ใช่พื้นที่ว่างเปล่า แต่เป็นสถานที่ที่มีสสารจำนวนมหาศาลถูกผลักเข้าไปในพื้นที่เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เรียกว่าเป็นเอกพจน์ ในความเป็นจริงความเป็นเอกเทศนั้นเล็กและหนาแน่น (จริง ๆ แล้วมีการถกเถียงกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์ในจุดนี้ แต่มากกว่านั้นในอีกไม่กี่นาที)
เมื่อหนึ่งเคลื่อนเข้าใกล้หลุมดำความเร็วในการหลบหนี - ความเร็วที่จำเป็นในการหลบหนีแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ - ขึ้นไป เมื่อถึงจุดหนึ่งความเร็วในการหลบหนีนั้นยิ่งใหญ่กว่าความเร็วของแสงหรือ 186,282 ไมล์/วินาที (299,792 กิโลเมตร/วินาที) สำหรับการเปรียบเทียบความเร็วในการหลบหนีของโลกอยู่ที่ประมาณ 25,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (40,270 กม./ชม.) ที่พื้นผิว
เนื่องจากไม่มีอะไรสามารถไปได้เร็วไปกว่าแสงนั่นหมายความว่าไม่มีอะไรสามารถหลบหนีหลุมดำได้ แต่มีช่องโหว่: หลุมดำไม่ดูดทุกอย่างรอบ ๆ เช่นเครื่องดูดฝุ่นหรือท่อระบายน้ำอ่างอาบน้ำ พลังของมันขยายออกไปเท่าที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำซึ่งรัศมีเป็นระยะทางจากศูนย์กลางของหลุมดำเกินกว่าที่ไม่มีอะไรจะออกไปได้ รัศมีนั้นใหญ่ขึ้นเมื่อมีความสำคัญมากขึ้นในสัตว์ร้ายที่หนาแน่น บางทีมันอาจจะดีกว่าที่จะคิดว่ารูหลังเป็นลูกบอลที่พื้นผิวอนุญาตให้ผ่านเข้าไปข้างใน แต่ไม่เคยเป็นอย่างอื่น
สิ่งที่อยู่ภายในพื้นผิวนั้นเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ โปรดจำไว้ว่านักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่าหลุมดำนั้นเป็นเอกพจน์ ทุกเรื่องจากสิ่งที่ แต่เดิมให้มวลของหลุมดำ (ตัวอย่างเช่นดาว) ถูกบดขยี้เข้าไปในจุดที่มีความหนาแน่นไม่สิ้นสุดถ้าคุณต้องตกอยู่ในหลุมดำคำอธิบายตามปกติของเหตุการณ์ดังกล่าวบอกว่าคุณจะถูกยืดออกไปเป็นสปาเก็ตตี้โดยกองกำลังน้ำขึ้นน้ำลงจากนั้นก็บดขยี้ความว่างเปล่า เรื่องของคุณจะเพิ่มลงในรัศมีของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ
ในที่สุดคุณก็จะถูกปล่อยออกมาเป็นรังสีฮอว์คิง นักฟิสิกส์การคำนวณของสตีเฟ่นฮอว์คิงแสดงให้เห็นว่าหลุมดำให้โฟตอน ในการทำเช่นนั้นหลุมดำสูญเสียมวลเพราะตามสมการ e = mc^2 ที่มีชื่อเสียงของ Einsteinพลังงานและมวลเทียบเท่า ในที่สุดหลุมดำก็ระเหยไป แต่คุณจะต้องรอเป็นเวลานานเพื่อที่จะเกิดขึ้น -8 วิธีที่คุณสามารถเห็นทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Einstein ในชีวิตจริง-
หลุมดำที่มีมวลของดวงอาทิตย์-ตามมาตรฐานจักรวาลที่มีขนาดเล็ก-ใช้เวลา 10^87 ปีที่จะระเหยและกลายเป็นระเบิดของรังสีแกมม่า จักรวาลมีอายุประมาณ 14 พันล้านปีหรือ 1.4 x 10^9 ปี มีการถกเถียงกันบางอย่างในชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระยะเวลาที่หลุมดำต้องระเหยเพราะรังสีฮอว์คิงไม่ได้เก็บข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับสิ่งที่ตกลงไปในหลุมดำในตอนแรก แต่ความจริงก็ยังคงถูกปล่อยออกมาเนื่องจากรังสียังไม่ดี
แล้ว Wormholes ล่ะ?
อาจมีวิธีที่ดีกว่าจากหลุมดำแม้ว่า: แรงโน้มถ่วงโค้งงอพื้นที่ (คิดว่านักมวยปล้ำซูโม่กลิ้งบนเสื่อทำให้เกิดเสื่อด้วยน้ำหนักของเขา) วัตถุใด ๆ สร้าง "แรงโน้มถ่วง" ในท้องถิ่น นั่นทำให้ลึกลงไปตรงกลางของวัตถุ ตัวอย่างเช่นดาวเคราะห์มีแรงโน้มถ่วงดี แต่เมื่อคุณไปยังศูนย์กลางของทรงกลมดาวเคราะห์ การใช้การเปรียบเทียบ MAT วัตถุปกติใด ๆ จะมีรูปร่างดีเหมือนความซึมเศร้าที่มีความลึก จำกัด
หลุมดำไม่ทำตัวเหมือนวัตถุปกติ ... อาจโชคดีสำหรับบุคคลที่ติดอยู่ ความโค้งของอวกาศเพียงแค่เดินขึ้นไปเรื่อย ๆ จนกว่าคุณจะไปถึงความเป็นเอกเทศที่กึ่งกลางของหลุมดำซึ่งความโค้งนั้นไม่มีที่สิ้นสุด แทนที่จะเป็นภาวะซึมเศร้าคุณเพียงแค่มีรูที่ด้านข้างจะชันในขณะที่คุณไปที่กึ่งกลางจนกว่าพวกเขาจะเป็นแนวตั้งและพื้นที่มีรูปร่างเหมือนลักยิ้มที่ยืดออกอย่างไม่สิ้นสุด
และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมมันถึงเป็นปริศนา นักวิทยาศาสตร์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Einsteinเพื่ออธิบายการโค้งของอวกาศ แต่สมการของไอน์สไตน์เริ่มที่จะพังทลายลงในหลุมดำของหลุมดำ เอกพจน์เหล่านี้มีขนาดเล็กมากและ ณ จุดนั้นเราควรเห็นผลกระทบเชิงกลของควอนตัม อย่างไรก็ตามไม่มีใครหาวิธีที่จะทำให้ทฤษฎีเชิงกลควอนตัมทำงานกับแรงโน้มถ่วงเพื่อหาว่าความเป็นเอกเทศอาจเป็นอย่างไร
มันจะได้รับความผิดพลาดเมื่อคุณรู้ว่าหลุมดำไม่คงที่ ตามความเป็นจริงวัตถุใด ๆ ในอวกาศมีแนวโน้มที่จะหมุน นั่นหมายความว่าถ้ามันหมุนเร็วพอจะกลายเป็นแหวนแทนที่จะเป็นจุดหนึ่ง อันแหวนเอกพจน์สามารถจัดหาเกตเวย์ให้กับจักรวาลอื่น ๆ (เช่นในนวนิยายแนวไซไฟปี 1994 "Ring" โดย Stephen Baxter จัดพิมพ์โดย HarperCollins) ดังนั้นหลุมดำอาจเป็นหนอน, ประตูผ่านอวกาศและเวลา
ความคิดนั้นน่าสนใจมากเพราะเมื่อคุณมีจุดแปลกประหลาดไม่ว่าคุณจะเดินทางอย่างไรความเป็นเอกเทศก็อยู่ในอนาคตของคุณเสมอถ้าคุณอยู่ในขอบฟ้าเหตุการณ์ แต่แหวนเอกพจน์สามารถทำงานต่างกันได้ ส่วนที่บดขยี้คุณเข้าสู่สิ่งที่ไม่จำเป็นต้องอยู่ในอนาคตของคุณเสมอไปเพราะวิธีแปลก ๆ ที่ความเป็นเอกเทศของแหวนจะโค้งงอและบิดเวลาและเวลา
อย่างไรก็ตามแนวคิดของความเป็นเอกเทศของแหวนในฐานะเกตเวย์นั้นยังห่างไกลจากสิ่งที่แน่นอน ก่อนอื่นไม่มีใครรู้ว่าแหวนเอกพจน์จะเกิดขึ้นได้อย่างไร ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเมื่อใดก็ตามที่ผู้คนพยายามหาคณิตศาสตร์ของหนอนหลุมดำที่ทำจากหลุมดำพวกเขาพบปัญหาในการรักษาเกตเวย์ให้มั่นคง “ ในการก่อสร้างที่เป็นจริงพวกเขายังคงพิจารณาอย่างไม่มั่นคงกับสิ่งที่เราพิจารณาเรื่องปกติ” Robert McNees รองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของ Loyola University Chicago กล่าว งานก่อนหน้านี้โดยนักทฤษฎีคนอื่น ๆ ดูเหมือนจะแสดงให้เห็นว่าวิธีเดียวที่จะทำให้หนอนเป็นหนอนคือการอยู่กับสิ่งที่เรียกว่า "เรื่องแปลกใหม่" เรื่องที่มีมวลเชิงลบ แต่ไม่มีความคิดที่ชัดเจนว่าจะหมายถึงอะไร
ซึ่งนำมาซึ่งปัญหาพื้นฐาน: ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่บอกว่าหลุมดำสามารถเป็นหนอนได้ "หากไม่มีทฤษฎีของแรงโน้มถ่วงควอนตัมคำถามดังกล่าวยากที่จะตอบโดยสรุป" McNees กล่าว
อีกประเด็นหนึ่งคือไม่มีใครสังเกตเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากที่ใดก็ตามอย่างที่คาดหวังว่าหลุมดำอาจเป็นเกตเวย์ไปยังจักรวาลอื่น ๆ ท้ายที่สุดแล้วบางสิ่งบางอย่างจะผ่านแม้ว่าโดยบังเอิญ ทฤษฎีหนึ่งชุดแม้กระทั่งเสนอว่าหลุมดำเริ่มต้นจักรวาลอื่น ๆ ทั้งหมดทำให้ "Big Bangs" อื่น ๆ - และจักรวาลของเราเองก็เป็นหนึ่ง - แต่ความคิดนั้นยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่
และสุดท้ายความหมายอย่างหนึ่งของหลุมดำเป็นเกตเวย์คือการเดินทางข้ามเวลา เนื่องจากสัมพัทธภาพไม่มีสิ่งเช่น "ตอนนี้" ที่ใช้ทุกที่ในจักรวาล การเดินทาง "ทันที" จากจุด A ไปยังจุด B ทุกที่ในจักรวาลก็จะเกี่ยวข้องกับการเดินทางข้ามเวลาและคุณสามารถมาถึงที่ไหนสักแห่งก่อนที่คุณจะจากไป สตีเฟ่นฮอว์คิงนักฟิสิกส์ตั้งข้อสังเกตว่าเนื่องจากไม่มีใครเห็นนักเดินทางข้ามเวลาในวันนี้ (อย่างน้อยก็มีรายงาน) ดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่การเดินทางข้ามเวลาจะเป็นไปได้ในจักรวาลของเรา นั่นจะชี้ไปที่หลุมดำที่มีประโยชน์น้อยกว่าในฐานะเครื่องกำเนิดหนอน
ดังนั้นในขณะที่มันเป็นไปได้ที่หลุมดำอาจเป็นเกตเวย์ แต่ก็อาจเป็นทางออกที่ดีที่พวกเขาไม่ได้
อัปเดต:เรื่องนี้ได้รับการอัปเดตเพื่อแก้ไขหน่วยสำหรับความเร็วแสง-
ติดตามความลึกลับเล็ก ๆ น้อย ๆ ของชีวิตบน Twitter @llmysteries- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
