รูหนอนและเส้นคอสมิค

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง รูหนอนและเส้นคอสมิค

รูหนอน vs. เส้นคอสมิค

"แผนภาพฝัง" ของรูหนอนชวอสเชลด์ (Schwarzschild wormhole) รูหนอน (wormhole) เป็นที่รู้จักกันว่า ทางเชื่อมต่อ หรือ สะพานไอน์สไตน์-โรเซน (Einstein-Rosen bridge) เป็นคุณลักษณะที่มีสมมุติฐานของทอพอโลยีของปริภูมิ-เวลาที่จะเป็นพื้นฐานในการเป็น "ทางลัด" ตัดผ่านไปมาระหว่างปริภูมิ-เวลา สำหรับคำอธิบายภาพที่เรียบง่ายของรูหนอนนั้น, พิจารณาปริภูมิ-เวลาที่มองเห็นได้เป็นพื้นผิวสองมิติ (2D) ถ้าพื้นผิวนี้ถูกพับไปตามแนวแบบสามมิติจะช่วยในการวาดภาพ "สะพาน" ของรูหนอนให้เห็นได้แบบหนึ่ง (โปรดทราบในที่นี้ว่า, นี่เป็นเพียงการสร้างภาพที่ปรากฏในการถ่ายทอดโครงสร้างที่ไม่สามารถมองเห็นได้ (Unvisualisable) เป็นหลักที่มีอยู่ใน 4 มิติหรือมากกว่า, ส่วนของรูหนอนอาจจะมีความต่อเนื่องของมิติที่มีค่าสูงกว่า (Higher-dimensional analogues) สำหรับส่วนของพื้นผิวโค้ง 2 มิติ, ตัวอย่างเช่น, ปากของรูหนอนแทนที่จะเป็นปากหลุมซึ่งเป็นหลุมวงกลมในระนาบ 2 มิติ, ปากของรูหนอนจริงอาจจะเป็นทรงกลมในพื้นที่ 3 มิติ) รูหนอนคือ, ในทางทฤษฎีคล้ายกับอุโมงค์ที่มีปลายทั้งสองข้างในแต่ละจุดแยกจากกันในปริภูมิ-เวลา ไม่มีหลักฐานการสังเกตการณ์สำหรับรูหนอน, แต่ในระดับเชิงทฤษฎีมีวิธีการแก้ปัญหาที่ถูกต้องในสมการของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งรวมถึงรูหนอนด้วย เพราะความแข็งแรงเชิงทฤษฎีที่แข็งแกร่งของมัน, รูหนอนเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นหนึ่งในคำเปรียบเปรยทางฟิสิกส์ที่ดีเยี่ยมสำหรับการเรียนการสอนวิชาสัมพัทธภาพทั่วไป ชนิดแรกของการแก้ปัญหารูหนอนที่ถูกค้นพบคือรูหนอนชวอสเชลด์, ซึ่งจะมีอยู่ในเมตริกชวอสเชลด์ (Schwarzschild metric) ที่อธิบายถึงหลุมดำนิรันดร์ (Eternal black hole) แต่ก็พบว่ารูหนอนประเภทนี้จะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วเกินไปสำหรับสิ่งที่จะข้ามจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกปลายด้านหนึ่ง รูหนอนซึ่งสามารถจะทำให้เป็นจริงที่สามารถเดินทางผ่านข้ามไปได้ในทั้งสองทิศทางได้นั้นเรียกว่า รูหนอนทะลุได้, ซึ่งรูหนอนชนิดนี้เท่านั้นที่จะมีความเป็นไปได้ถ้าใช้สสารประหลาด (Exotic matter) ที่มีความหนาแน่นพลังงาน (Energy density) ที่มีค่าเชิงลบที่อาจนำมาใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของรูหนอนให้คงอยู่ได้ ปรากฏการณ์คาซิเมียร์ (Casimir effect) แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสนามควอนตัมช่วยให้ความหนาแน่นของพลังงานในบางส่วนของปริภูมินั้นมีความสัมพัทธ์ในทางลบต่อพลังงานสุญญากาศสามัญ (Ordinary vacuum energy) และมันได้รับการแสดงให้เห็นได้ในทางทฤษฎีซึ่งทฤษฎีสนามควอนตัมอนุญาตให้สถานะของพลังงานสามารถมีสถานะเป็นเชิงลบได้ตามใจชอบ ณ จุดที่กำหนดให้ นักฟิสิกส์จำนวนมากเช่น สตีเฟน ฮอว์คิง, คิบ โทร์น (Kip Thorne) และคนอื่น ๆ ได้โต้แย้งว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวอาจจะทำให้มันมีความเป็นไปได้ที่จะรักษาเสถียรภาพของรูหนอนแบบทะลุได้นี้ นักฟิสิกส์ยังไม่พบกระบวนการทางธรรมชาติใด ๆ ที่จะได้รับการคาดว่าจะก่อให้เกิดรูหนอนตามธรรมชาติในบริบทของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้, แม้ว่าสมมติฐานโฟมควอนตัม (Quantum foam) บางครั้งจะใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่ารูหนอนขนาดเล็ก ๆ อาจจะปรากฏขึ้นและหายไปเองตามธรรมชาติโดยมาตรวัดในหน่วยวัดขนาดมาตราส่วนพลังค์ (Planck scale) และในเวอร์ชันของรูหนอนที่มีเสถียรภาพดังกล่าวที่ได้รับการแนะนำให้เป็นผู้สมัครท้าชิงกับสสารมืดก็ตาม นอกจากนี้ยังได้รับการเสนอว่าถ้ารูหนอนขนาดจิ๋วนี้ ได้ถูกทำให้เปิดตัวออกโดยใช้เส้นคอสมิค (Cosmic string) ที่มีมวลที่มีค่าเป็นเชิงลบที่เคยปรากฏมีอยู่ในช่วงเวลาประมาณของการเกิดบิกแบง, มันก็จะได้รับการขยายขนาดให้อยู่ในระดับมหภาค (Macroscopic) หรือขนาดที่ใหญ่ได้โดยการพองตัวของจักรวาล อีกด้วย นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกันชื่อ จอห์น อาร์ชิบัล วีลเลอร์ (John Archibald Wheeler) ได้บัญญัติศัพท์คำว่า รูหนอน ขึ้นเมื่อปี.. ้นคอสมิค เป็นสมมติฐานข้อบกพร่องทางวิชาโทโพโลยี 1 มิติ (topological defect) ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นในระหว่างการทำลายความสมมาตร (symmetry breaking) ของการเปลี่ยนเฟส (phase transition) ของเอกภพในช่วงยุคต้น ๆ เมื่อทอพอโลยี (topology) ของแมนิโฟลด์สุญญากาศ (vacuum) ที่เกี่ยวข้องกับความสมมาตรนี้ได้เกิดการทำลายแตกหักลงไม่ได้ถูกเชื่อมโยงแบบเชิงเดียว (simply connected) เข้าด้วยกัน.

ทอพอโลยี

การเปลี่ยนรูปถ้วยกาแฟเป็นโดนัท ทอพอโลยี (Topology, มาจากภาษากรีก: topos, สถานที่ และ logos, การเรียน) เป็นสาขาหลักทางคณิตศาสตร์ ที่สนใจเกี่ยวกับ คุณสมบัติทางรูปร่างที่ไม่แปรเปลี่ยนภายใต้การดึง ยืด หด บีบ (โดยไม่มีการฉีก การเจาะ หรือ การเชื่อมติดใหม่) โดยเรียกคุณสมบัติเหล่านี้ว่าความไม่แปรผันทางทอพอโลยี ทอพอโลยีได้รับการศึกษาอย่างจริงจังในช่วงปี ค.ศ. 1925 - ค.ศ. 1975 นอกจากนี้ ทอพอโลยี ยังหมายความถึง วัตถุทางคณิตศาสตร์ประเภทหนึ่ง ซึ่งในความหมายนี้ ทอพอโลยี คือ ปริภูมิคณิตศาสตร์ หรือที่เรียกกันว่า ปริภูมิทอพอโลยี (topological space) โดยปริภูมิทอพอโลยี มีนิยามเป็น คอลเล็กชันของเซตเปิด ที่มี \varnothing, \varnothing^c เป็นสมาชิก และ มีคุณสมบัติปิดภายใต้การยูเนียนใด ๆ (ยูเนียนจำกัด, ยูเนียนอนันต์นับได้ และ ยูเนียนอนันต์นับไม่ได้) และการอินเตอร์เซกชันแบบจำกั นักทอพอโลยี มักโดนล้อเลียนว่า ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่าง โดนัท หรือ วัตถุรูปห่วงยาง กับ แก้วกาแฟมีหูได้ (เพราะทั้งสองสิ่งเป็นวัตถุที่มีผิวเรียบ ต่อเนื่อง และมีรู 1 รูเหมือนกัน ซึ่งสมมูลกันในเชิงทอพอโลยี) ทอพอโลยีบางครั้งถูกเรียกว่า "เรขาคณิตแผ่นยาง" เนื่องจากในการศึกษานั้นจะไม่นับความแตกต่างระหว่างรูปร่างไม่ว่าจะเป็นวงกลมและสี่เหลี่ยม (เนื่องจากวงกลมที่ทำจากแผ่นยางสามารถดึงให้กลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมได้) แต่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างวงกลมและรูปเลขแปด (เราไม่สามารถดึงรูปเลขแปดให้กลายเป็นวงกลมได้โดยไม่ฉีกมันออก).

ทอพอโลยีและรูหนอน · ทอพอโลยีและเส้นคอสมิค · ดูเพิ่มเติม »