ภาพประกอบศิลปินของยานอวกาศที่ผ่านรูหนอนไปยังกาแลคซีไกลโพ้น เครดิตรูปภาพ: NASA คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ฟังการสัมภาษณ์: Wormholes ไม่น่า (4.5 mb)
หรือสมัครสมาชิก Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: ตอนนี้ฉันได้ดูส่วนของตอน Star Trek แล้ว สิ่งนี้ทำให้ฉันพร้อมสำหรับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงของหนอนไหม?
Dr. Stephen Hsu: ใน Star Trek พวกเขาไม่ได้ใช้ตัวหนอนจริงๆ แต่บางทีการรักษาที่ดีที่สุดใน sci-fi สำหรับตัวหนอนคือในภาพยนตร์ติดต่อซึ่งอยู่บนพื้นฐานของหนังสือโดย Carl Sagan และที่จริงแล้วในอดีตเมื่อซาแกนเขียนนวนิยายเรื่องนี้ - เซแกนเป็นศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ - เขาได้ติดต่อผู้เชี่ยวชาญในวิชาสัมพัทธภาพทั่วไปผู้ชายคนหนึ่งชื่อคิพทอร์นที่คาลเทคและต้องการให้แน่ใจว่าวิธีการบำบัดหนอนสัมผัส ใกล้เคียงกับความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์มากที่สุด และนั่นก็เป็นสิ่งที่กระตุ้นให้ Thorne ทำการวิจัยเกี่ยวกับตัวหนอนจำนวนมาก งานของเราเป็นส่วนเสริมของสิ่งที่เขาทำ
Fraser: ดังนั้นถ้าคุณต้องการสร้างรูหนอนในทางทฤษฎีคุณจะทำอะไร?
Hsu: คุณต้องมีสสารแปลก ๆ แปลก ๆ และเรื่องนั้นต้องมีแรงกดดันในทางลบสูง ปรากฎว่าการสร้างความมั่นคงให้คอหรือท่อของหนอนที่คุณต้องการเรื่องแปลกมากและงานของเราเกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ว่าสสารชนิดนั้นจะอยู่ในรูปแบบของฟิสิกส์อนุภาค
เฟรเซอร์: สมมติว่าคุณสร้างน้ำตาในกาลอวกาศและเติมสิ่งแปลกใหม่เพื่อเปิดมันและจากนั้นคุณสามารถย้ายจุดปลายทั้งสองของหนอนรอบจักรวาลและพวกมันจะเชื่อมโยงทั้งในอวกาศและในเวลา
Hsu: แต่ในนิยายวิทยาศาสตร์บางเรื่องพวกเขาอ้างว่ามีหนอนตัวหนึ่งเหลืออยู่จากบิกแบงและเราจะค้นพบมันและเริ่มใช้มัน แต่รูปแบบที่สร้างสรรค์คือมนุษย์หรืออารยธรรมเอเลี่ยนบางตัวสร้างขึ้นเองและในกรณีนั้นปลายทั้งสองของหนอนอาจจะอยู่ใกล้กันตอนต้น แต่คุณดึงมันออกจากกัน
Fraser: งานวิจัยของคุณทำให้คุณมองหนอนที่ไหน?
Hsu: เรากำลังศึกษาข้อ จำกัด พื้นฐานเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า "สมการสถานะของสสาร" - คุณสมบัติอะไรเช่นความกดดันหรือความหนาแน่นพลังงานสามารถมีได้ เราพบข้อ จำกัด ที่แข็งแกร่งมากและปรากฎว่าข้อ จำกัด เหล่านั้นเป็นลบมากสำหรับความเป็นไปได้ในการสร้างรูหนอน
Fraser: พวกมันจะมีผลกระทบอะไรกับหนอนไหม?
Hsu: เพื่อให้ได้สิ่งแปลกประหลาดแปลก ๆ ที่ฉันพูดถึงก่อนหน้านี้ด้วยแรงกดดันในทางลบมันกลับกลายเป็นสมการที่แสดงว่าเมื่อคุณบังคับให้แรงกดดันเป็นลบนั่นจะมีโหมดที่ไม่แน่นอนอยู่เสมอในเรื่องซึ่งหมายความว่าถ้าคุณเป็น ในการชนอุปกรณ์ของคุณคุณอาจพบว่ามีสิ่งแปลกใหม่ - ซึ่งทำให้หนอนมีความเสถียร - ยุบลงในรูปภาพหรืออะไรซักอย่าง
Fraser: มันเป็นเรื่องของการไม่ชนอุปกรณ์ของคุณหรือเป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎีที่จะไปถึงจุดที่มั่นคงหรือไม่?
Hsu: ฉันจะบอกว่ามันเป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎีที่จะสร้างสสารคลาสสิคที่มีความเสถียรและสามารถทำให้หนอนมีความเสถียร คุณอาจถามว่าบางทีฉันอาจจะหลีกเลี่ยงการชนสิ่งนั้น แต่ถ้าคุณส่งคนผ่านช่องหนอนตัวมันเองก็จะชนกันและน่าจะทำให้ทุกอย่างพังทลาย
เฟรเซอร์: สมมติว่าคุณไม่ต้องการส่งคนคุณแค่ต้องการส่งข้อมูล - คุยกันย้อนหลัง
Hsu: นั่นไม่ได้ยกเว้น มันกลับกลายเป็นว่าข้อ จำกัด ที่เราได้รับเกี่ยวข้องกับเรื่องที่ผลกระทบของควอนตัมมีขนาดค่อนข้างเล็ก หากคุณมีปัญหาในเรื่องของควอนตัมเอฟเฟกต์ที่มีขนาดใหญ่มากแสดงว่าคุณยังคงมีเวิร์มบุชที่เสถียร ตัวหนอนนั้นจะคลุมเครือในวิธีควอนตัม ท่อของหนอนจะผันผวนเหมือนสถานะควอนตัม ตอนนี้ไม่ได้ป้องกันคุณจากการส่งข้อความย้อนเวลา คุณอาจต้องพยายามส่งข้อความหลายครั้งเพื่อให้มันไปในที่ที่คุณต้องการ แต่บางทีคุณยังสามารถส่งข้อความได้ การส่งบุคคลนั้นอาจเป็นอันตรายหากช่องโหว่ของหนอนเปลี่ยนแปลงเนื่องจากบุคคลนั้นอาจลงเอยในที่ที่ผิดหรือผิดเวลา
เฟรเซอร์: ฉันได้ยินการประมาณค่าว่าการสร้างรูหนอนต้องการพลังงานมากกว่าทั้งจักรวาล คุณมีการคำนวณผลกระทบแบบนั้นบ้างไหม?
Hsu: การคำนวณของเราไม่จำเป็นต้องแสดงให้เห็น มันต้องใช้ความหนาแน่นพลังงานในการสร้างรูหนอนซึ่งมีขนาดใหญ่พอที่มนุษย์จะสามารถทำได้ แต่โดยปกติเมื่อพิจารณาถึงปัญหาแบบนี้คุณคิดว่าอารยธรรมใดที่พยายามทำสิ่งนี้มีเทคโนโลยีขั้นสูงโดยพลการ สิ่งที่เราพยายามเข้าใจคือข้อ จำกัด ไม่ได้มาจากเทคโนโลยี แต่มาจากกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์จริง ๆ หรือไม่
Fraser: แล้วงานวิจัยของคุณจะนำพาคุณไปสู่จุดใด มีบางสิ่งที่คุณยังไม่แน่ใจอยู่ใช่ไหม?
Hsu: ผลลัพธ์ของเราส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับหนอนคลาสสิคหรือหนอนที่มีกาลเวลาไม่เชิงกลเชิงควอนตัมมากและเรายังสนใจที่จะดูว่าเราสามารถขยายผลของเราเพื่อให้ครอบคลุมหนอนซึ่งเวลาว่างนั้นเลือน
Fraser: มีงานใหม่เกี่ยวกับพลังงานมืดที่พวกเขาบอกว่าเอฟเฟกต์พลังงานมืดดูเหมือนว่าจะเกิดขึ้นในจักรวาลว่ามันเร่งตัวขึ้น อาจมีพลังงานรูปแบบใหม่ที่ไม่เคยเห็นมาก่อนหรืออาจเป็นการพังทลายในทฤษฎีของ Einstein ในระดับใหญ่ หากงานชิ้นนั้นเริ่มแสดงให้เห็นว่าบางทีทฤษฏีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ไม่สามารถอธิบายได้ในระดับที่ใหญ่ขึ้นมันจะมีความหมายต่อความเข้าใจแบบคลาสสิกของรูหนอนอะไร
Hsu: ในบริบทของพลังงานมืดเนื่องจากเป็นสิ่งที่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลพฤติกรรมของจักรวาลในระดับความยาวเมกะพิกเซลเป็นไปได้เสมอว่าสัมพัทธภาพทั่วไปในฐานะทฤษฎีถูกปรับเปลี่ยนในระยะทางไกลมากและเพราะ เราไม่สามารถทดสอบกับระยะทางเหล่านั้นได้ ดังนั้นจึงเป็นไปได้เสมอที่ข้อสรุปที่คุณได้รับจากสัมพัทธภาพไม่สามารถใช้ได้ ในกรณีของเราขนาดความยาวที่เราใช้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นมีขนาดเท่ากับมนุษย์ ดังนั้นมันจะค่อนข้างน่าแปลกใจถ้าสัมพัทธภาพทั่วไปจะพังลงมาแล้วในระดับความยาวเหล่านั้นแม้ว่ามันจะเป็นไปได้
เฟรเซอร์: มันเป็นเรื่องเล็ก ๆ น้อย ๆ มากกว่าที่คุณมอง มันยังคงอธิบายสิ่งต่าง ๆ ในระดับนี้
Hsu: ใช่มีการทดสอบเชิงสัมพัทธภาพทั่วไปหรือแรงโน้มถ่วงของนิวตันอย่างน้อยในระดับความยาวเมตรกว่าเมกะพิกเซล ดังนั้นเราจึงมีความมั่นใจเพิ่มขึ้นเล็กน้อยว่าสูตรทางคณิตศาสตร์ของแรงโน้มถ่วงที่เราใช้นั้นถูกต้อง
Fraser: ถ้าฉันต้องการข้ามจักรวาลอย่างรวดเร็วฉันควรมองไปที่ไดรฟ์วาร์ปแทนหรืออาจจะเป็นแค่การเคลื่อนที่ในพื้นที่ปกติ
Hsu: ฉันเป็นแฟนนิยายวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่และตั้งแต่ฉันยังเป็นเด็ก แต่ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ฉันต้องบอกว่ามันดูเหมือนจักรวาลของเราดูเหมือนจะไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในวิธีที่สะดวกมากสำหรับมนุษย์ที่จะได้รับ จากดาวสู่ดาว และไซไฟซึ่งเราอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ของเรา แต่เราทำสิ่งที่น่าอัศจรรย์กับวิศวกรรมชีวภาพหรือเทคโนโลยีสารสนเทศหรือ A. ดูเหมือนว่าจะมีความเป็นไปได้ที่จะใช้กฎหมายทางกายภาพของเรามากกว่าสตาร์เทรค
