คนส่วนใหญ่มีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับแนวคิดเรื่องหลุมดำ: การบิดเบือนที่ไม่ธรรมดาในโครงสร้างของอวกาศและเวลาซึ่งกลืนกินสารใด ๆ ที่โง่เขลาพอที่จะเข้าใกล้บริเวณใกล้เคียงตลอดเวลา แรงดึงดูดโน้มถ่วงของหลุมดำที่ไม่อาจต้านทานได้นั้นยิ่งใหญ่มากจนไม่สามารถปล่อยออกมาได้ แม้แต่แสง ทำให้ปรากฏการณ์จักรวาลเหล่านี้ไม่ส่องสว่างเลยและสังเกตได้ผ่านการชนกับสสารใกล้เคียงเท่านั้น ในกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหา หลุมสีขาว.
ในบทความนี้ เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการค้นหาหลุมขาว และสิ่งที่ทราบเกี่ยวกับเรื่องนี้
หลุมขาวคืออะไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร?
ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ทำนายการมีอยู่ของหลุมดำได้อย่างแม่นยำยังยืนยันการมีอยู่ของหลุมขาว ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับหลุมดำ ที่ หลุมดำ มีความอยากอาหารและพลังงานอย่างไม่รู้จักพอ ขณะที่หลุมขาว (ในทางทฤษฎี) พวกมันปล่อยพลังงานออกสู่จักรวาลอย่างต่อเนื่อง. เชื่อกันว่าไม่มีอะไรสามารถหนีจากเงื้อมมือของหลุมดำได้ ก็ไม่มีอะไรสามารถเข้าไปในหลุมขาวได้ฉันใด
หากพูดให้ชัดเจน หลุมขาวอาจมองได้ว่าเป็นหลุมดำที่หมุนกลับทิศทางของมันตามเวลา หลุมขาวจะมีลักษณะบางอย่างเหมือนกับหลุมดำ รวมถึงมวล โมเมนตัมเชิงมุมหรือ "การหมุนรอบ" และประจุไฟฟ้า
เช่นเดียวกับหลุมดำ หลุมขาวมีมวลและมีความสามารถในการดึงดูดสสารเข้ามาอย่างน้อยในช่วงแรก อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างพื้นฐานในวิธีที่สสารและแสงมีปฏิสัมพันธ์กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของปรากฏการณ์จักรวาลทั้งสองนี้ แม้ว่าวัตถุที่ข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำจะไม่สามารถเข้าถึง "ขอบฟ้าเหตุการณ์" ของหลุมขาวได้ ก็เป็นไปได้ที่สสารที่เข้าใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมขาวจะถูกผลักออกอย่างแรง
ความแตกต่างระหว่างหลุมดำและหลุมขาว
หลุมดำและหลุมขาวมีความแตกต่างกันในเรื่องวิธีการก่อตัวเป็นหลัก การวิจัยที่ดำเนินการโดย J. Robert Oppenheimer และทีมงานของเขาทำให้เราเข้าใจว่าเมื่อดาวฤกษ์มวลมากถึงจุดสิ้นสุดของชีวิตด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ดาวดวงนั้นจะประสบกับการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง การพังทลายนี้ส่งผลให้ชั้นนอกของ ดาวฤกษ์แตกสลายด้วยการระเบิดซูเปอร์โนวา ในขณะที่แกนกลางยุบตัวและก่อให้เกิดหลุมดำ
ในสถานการณ์สมมติที่ความเจ็บปวดที่ไม่สามารถทนได้สามารถกลับคืนมาได้ โดยฝ่าฝืนหลักการของสาเหตุทั้งหมด มันจะไม่ปรากฏเป็นหลุมสีขาว ดังที่แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Kruskal หรือ Novikov สมมุติฐาน แต่กลไกการย้อนกลับของจักรวาลนี้จะพาเรากลับไปยังดาวฤกษ์ที่กำลังจะตาย
ด้วยความรู้ที่ดีที่สุดของเราในปัจจุบัน ไม่มีกระบวนการทางกายภาพใดในจักรวาลที่สามารถก่อให้เกิดหลุมสีขาวได้
ทฤษฎีสัมพัทธภาพและหลุมขาว
การทำนายหลุมขาวเป็นผลโดยตรงจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ก่อนที่จะเจาะลึกหัวข้อหลุมขาว เราต้องพิจารณาการมีส่วนร่วมอย่างยิ่งใหญ่ของทฤษฎีแรงโน้มถ่วง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ก่อน
ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ก้าวล้ำของไอน์สไตน์หรือที่รู้จักในชื่อสัมพัทธภาพทั่วไป เปิดตัวครั้งแรกในปี 1915 และสร้างความปั่นป่วนในหมู่นักฟิสิกส์ ก่อนหน้านี้ คำอธิบายเรื่องแรงโน้มถ่วงของไอแซก นิวตันเป็นคำอธิบายหลัก โดยทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในระดับที่เล็กกว่า แต่ก็ลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อต้องเผชิญกับความซับซ้อนของฟิสิกส์ในระดับที่ใหญ่กว่า
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความเข้าใจเรื่องแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์และนิวตันอยู่ที่การกำหนดแนวความคิดเกี่ยวกับบทบาทของอวกาศและเวลา ในขณะที่นิวตันมองว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเพียงฉากหลังสำหรับการเผยแผ่เหตุการณ์สากล ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเสนอว่า "กาล-อวกาศ" เป็นเอนทิตีที่มีพลวัตซึ่งมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการสร้างเรื่องราวเกี่ยวกับจักรวาล
เหตุผลที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์นี้มีรากฐานมาจากหลักการสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งเสนอว่าเมื่อวัตถุที่มีมวลหยุดนิ่งในอวกาศ-เวลา มันจะทำให้เกิดการบิดเบือนโครงสร้างของกาล-อวกาศด้วยตัวมันเอง ขนาดของการบิดเบือนนี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของวัตถุ และแรงโน้มถ่วงก็เกิดขึ้นจากการบิดเบือนนี้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมแรงดึงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จึงแรงกว่าแรงดึงดูดของโลก การบิดเบี้ยวของกาล-อวกาศจากดวงอาทิตย์นั้นเด่นชัดกว่า เพราะเหตุนี้, การบิดเบือนนี้ทำหน้าที่เป็นแนวทางสำหรับพลังงานและสสาร โดยกำหนดการเคลื่อนที่ของพวกมันภายในขอบเขตของอวกาศ
หลุมขาวและทฤษฎีจักรวาล
หากมีจักรวาลที่ประกอบด้วยจักรวาลหลายแห่ง การไม่มีหลุมขาวในจักรวาลของเราเอง บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของจักรวาลที่ประกอบด้วยหลุมขาวเพียงแห่งเดียว โดยที่ไม่มีหลุมดำเลย
สาเหตุของปรากฏการณ์นี้อาจเนื่องมาจากความจริงที่ว่าเวลาดำเนินไปเป็นระบบทิศทางเดียวภายในจักรวาลแต่ละจักรวาลของลิขสิทธิ์ ในจักรวาลของเราเอง เวลาก้าวหน้าไปโดยเฉพาะกับอนาคตที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งส่งผลให้ป้องกันการก่อตัวของหลุมขาวได้ ในทางตรงกันข้าม ในห้วงเวลาหลายจักรวาลคู่ขนานเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามเท่านั้น โดยมีอดีตที่ไม่มีที่สิ้นสุด ดังนั้นจึงห้ามไม่ให้มีหลุมดำดำรงอยู่แต่กลับยอมให้มีหลุมขาวได้
เราสามารถสังเกตหลุมขาวได้หรือไม่?
คาร์โล โรเวลลี นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีกล่าวว่าสสารมืดลึกลับที่แทรกซึมอยู่ในจักรวาลอาจมีต้นกำเนิดในหลุมสีขาว จากการคำนวณ โรเวลลีพบว่าหลุมสีขาวเล็กๆ หนึ่งหลุมต่อ 10.000 ลูกบาศก์กิโลเมตร ซึ่งเล็กกว่าโปรตอนอย่างมากและมีน้ำหนักเพียงหนึ่งในล้านของกรัม ซึ่งเทียบเท่ากับมวลเส้นผมมนุษย์ 12 ซม. สามารถอธิบายการมีอยู่ของอนุภาคสีเข้มได้ สสารภายในสภาพแวดล้อมทางช้างเผือกของดวงอาทิตย์ หลุมขาวที่มองไม่เห็นเหล่านี้ซึ่งไม่ปล่อยรังสีจะยังคงตรวจไม่พบเนื่องจากมีขนาดที่เล็กที่สุด โรเวลลีอธิบายว่าถ้าโปรตอนชนกับหลุมสีขาวหลุมใดหลุมหนึ่ง มันก็จะกระเด็นออกไป เนื่องจาก พวกเขาไม่มีความสามารถในการบริโภคอะไรเลย
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการมีอยู่ของหลุมขาวที่เป็นไปได้และคุณลักษณะของพวกมัน