5 แนวคิดไซไฟที่เป็นไปได้ (ในทางทฤษฎี)

ความคิดของรูหนอน — ทางลัดผ่านอวกาศที่ช่วยให้สามารถเดินทางระหว่างส่วนต่าง ๆ ของจักรวาลได้แทบจะในทันทีทันใด ดูเหมือนว่าถูกสร้างขึ้นมาเพื่อเป็นตัวขับเคลื่อนเรื่องราวในจินตนาการ แต่ภายใต้ชื่อทางการของสะพานไอน์สไตน์-โรเซน แนวความคิดนี้ดำรงอยู่เป็นแนวคิดทางทฤษฎีที่จริงจังมานานก่อนที่นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์จะเข้าใจเรื่องนี้ มันออกมาจาก Albert Einstein‘NS ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งมุมมอง แรงโน้มถ่วง เป็นการบิดเบือนของกาล-อวกาศที่เกิดขึ้น โดยวัตถุขนาดใหญ่ ในความร่วมมือกับนักฟิสิกส์ นาธาน โรเซน ไอน์สไตน์สร้างทฤษฎีในปี 1935 ว่าจุดแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงมาก เช่น หลุมดำ สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้โดยตรง ความคิดเรื่องรูหนอนจึงเกิดขึ้นกองกำลังรอบหลุมดำ จะทำลายทุกคนที่เข้าใกล้มัน ดังนั้นความคิดที่จะเดินทางผ่านรูหนอนจึงไม่ได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังจนถึงปี 1980 เมื่อนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Carl Sagan ตัดสินใจว่าเขาจะเขียนนวนิยายไซไฟ ให้เป็นไปตาม บีบีซี เซแกนสนับสนุนเพื่อนนักฟิสิกส์ Kip Thorne ให้หาวิธีที่เป็นไปได้ในการเดินทางระหว่างดวงดาว ระยะทางในพริบตา Thorne ได้คิดหาหนทางอย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติไม่น่าจะเป็นไปได้ ที่มนุษย์จะเดินทางข้ามดวงดาวได้โดยผ่านรูหนอนที่ไม่ได้รับบาดเจ็บ ผลลัพธ์พบทางเข้าสู่นวนิยายของ Sagan “ติดต่อ” (Simon and Schuster: 1985) ซึ่งเป็น ต่อมาดัดแปลงเป็นภาพยนตร์โดย Jodie Foster ในบทบาทนำ ในขณะที่ไม่น่าเป็นไปได้สูงที่รูหนอนจะกลายเป็นวิธีการที่ง่ายและสะดวกของ การขนส่งที่แสดงในภาพยนตร์ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์มีมากขึ้น วิธีที่เป็นไปได้ในการสร้าง รูหนอน มากกว่าคำแนะนำดั้งเดิมของ Thorne นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่า หากมีรูหนอนในจักรวาลแล้ว พวกมันสามารถระบุตำแหน่งได้โดยใช้เครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงรุ่นใหม่ ไดรฟ์วาร์ป

บทความที่เกี่ยวข้อง

• 
  เปลวไฟสุริยะขนาดใหญ่พุ่งเข้าหาโลกในวันฮาโลวีนนี้

  October 30, 2021
• 
  รีวิว Concept2 RowErg

  October 30, 2021
• 
  จำนวนเด็กที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นพิษจากตะกั่วสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าของมาตรฐาน CDC ใหม่

  October 30, 2021
• 
  การระเบิดที่ร้อนจัดและเร็วมากที่เรียกว่า 'อูฐ' ทำให้นักดาราศาสตร์งงงวย

  October 30, 2021

ตามทฤษฎีแล้วการเดินทางเร็วกว่าความเร็วแสง หากคุณควบคุมพื้นที่รอบยานอวกาศ (เครดิตรูปภาพ: EDUARD MUZHEVSKYI / SCIENCE PHOTO LIBRARY ผ่าน Getty Images)

ข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับเรื่องราวการผจญภัยบนอวกาศส่วนใหญ่คือความสามารถในการเดินทางจาก A ไปยัง B ได้เร็วกว่าที่เราทำได้ในปัจจุบัน นอกเหนือจากรูหนอนแล้ว ยังมีสิ่งกีดขวางหลายจุดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ด้วยยานอวกาศทั่วไป ต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมหาศาล ผลกระทบจากการเร่งความเร็ว และความจริงที่ว่าจักรวาลมี จำกัดความเร็วอย่างเคร่งครัด. นี่คือความเร็วที่แสงเดินทาง — หนึ่งที่แม่นยำ ปีแสง ต่อปี ซึ่งในบริบทของจักรวาลนั้นไม่ได้เร็วมากเลย พร็อกซิมา เซ็นทอรี ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดเป็นอันดับสอง อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 4.2 ปีแสง ในขณะที่ใจกลางดาราจักรอยู่ห่างออกไป 27,000 ปีแสง

โชคดีที่มีช่องโหว่ในการจำกัดความเร็วของจักรวาล: มันกำหนดความเร็วสูงสุดที่เราสามารถเดินทางได้เท่านั้นผ่านช่องว่าง ตามที่ไอน์สไตน์อธิบาย อวกาศสามารถบิดเบือนได้ ดังนั้นบางทีอาจเป็นไปได้ที่จะจัดการพื้นที่รอบ ๆ เรือในลักษณะที่จะล้มล้างการจำกัดความเร็ว ยานอวกาศจะยังคงเดินทางผ่านพื้นที่โดยรอบด้วยความเร็วน้อยกว่าแสง แต่ตัวอวกาศเองจะเคลื่อนที่เร็วกว่านั้น

นี่คือสิ่งที่ผู้เขียน “Star Trek” คิดไว้เมื่อพวกเขา เกิดแนวคิดของ “การบิดเบี้ยว” ในปี 1960 แต่สำหรับพวกเขา มันเป็นเพียงวลีที่ฟังดูน่าเชื่อถือ ไม่ใช่ฟิสิกส์จริง จนกระทั่งปี 1994 นักทฤษฎี Miguel Alcubierre พบวิธีแก้ปัญหาสมการของ Einstein ที่สร้างเอฟเฟกต์การบิดเบี้ยวที่แท้จริง เว็บไซต์น้องสาวของ Live Science รายงาน Space.com การหดตัวพื้นที่ด้านหน้ายานอวกาศและขยายไปทางด้านหลัง ในการเริ่มต้น วิธีแก้ปัญหาของ Alcubierre ไม่ได้ประดิษฐ์น้อยไปกว่ารูหนอนที่สำรวจได้ของ Thorne แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามที่จะปรับแต่งมันด้วยความหวังว่าสักวันหนึ่งมันจะใช้ได้จริง

การเดินทางข้ามเวลา

แนวคิดของเครื่องย้อนเวลา เป็นหนึ่งในอุปกรณ์วางแผนไซไฟที่ยอดเยี่ยม ซึ่งช่วยให้ตัวละครสามารถย้อนกลับและเปลี่ยนเส้นทางของประวัติศาสตร์ได้ ไม่ว่าจะดีขึ้นหรือแย่ลง แต่สิ่งนี้ทำให้เกิดความขัดแย้งเชิงตรรกะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างเช่นใน “Back to the Future” ด็อกจะสร้างไทม์แมชชีนของเขาหรือไม่หากเขาไม่ได้มาเยี่ยมมาร์ตี้ในอนาคตโดยใช้เครื่องเดียวกันนี้ เป็นเพราะความขัดแย้งเช่นนี้ที่หลายคนคิดว่าการเดินทางข้ามเวลาจะต้องเป็นไปไม่ได้ในโลกแห่งความเป็นจริง แต่ตามกฎของฟิสิกส์แล้ว

เกิดขึ้นได้จริงๆ .

เช่นเดียวกับรูหนอนและวิปริตอวกาศ ฟิสิกส์ที่บอกเราว่าสามารถย้อนเวลากลับไปได้นั้นมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ สิ่งนี้ถือว่าพื้นที่และเวลาเป็นส่วนหนึ่งของคอนตินิวอัม “กาล-อวกาศ” เดียวกัน โดยที่ทั้งสองเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก เช่นเดียวกับที่เราพูดถึงการบิดเบือนพื้นที่ด้วยรูหนอนหรือไดรฟ์วิปริต เวลาก็สามารถบิดเบือนได้เช่นกัน บางครั้งมันอาจจะบิดเบี้ยวจนพับกลับตัวเอง ในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า “ เส้นโค้งเวลาปิด ” — แม้ว่าจะเรียกได้ว่าเป็นเครื่องย้อนเวลา

การออกแบบแนวความคิดสำหรับไทม์แมชชีนดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในปี 1974 โดยนักฟิสิกส์ Frank Tipler ตามที่นักฟิสิกส์ David Lewis Anderson ผู้บรรยายงานวิจัยเกี่ยวกับ สถาบันแอนเดอร์สัน , NS ห้องปฏิบัติการวิจัยเอกชน เรียกว่ากระบอกทิปเลอร์ จะต้องมีขนาดใหญ่ ซึ่งมีความยาวอย่างน้อย 97 กิโลเมตร ตามข้อมูลของ Humble และมีความหนาแน่นสูงมาก โดยมีมวลรวมเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์ เพื่อให้มันทำงานเหมือนไทม์แมชชีน กระบอกสูบต้องหมุนเร็วพอที่จะบิดเบือนกาลอวกาศจนถึงจุดที่เวลาพับกลับตัวเอง มันอาจจะฟังดูไม่ง่ายเหมือนกับการติดตั้งตัวเก็บประจุแบบฟลักซ์ใน DeLorean แต่มีข้อได้เปรียบที่ใช้งานได้จริง — อย่างน้อยก็บนกระดาษ

เทเลพอร์ต

ตัวอย่างไซไฟตามแบบฉบับของการเคลื่อนย้ายทางไกลคือ “Star Trek “ผู้ขนย้ายซึ่งตามชื่อแนะนำนั้นถูกแสดงให้เห็นว่าเป็นวิธีที่สะดวกในการขนส่งบุคลากรจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แต่การเคลื่อนย้ายทางไกลนั้นไม่เหมือนกับการขนส่งรูปแบบอื่น ๆ : แทนที่จะเดินทางผ่านอวกาศจากจุดเริ่มต้นไปยังปลายทาง การเคลื่อนย้ายกลับส่งผลให้มีการสร้างสำเนาที่แน่นอนขึ้นที่ปลายทางในขณะที่ต้นฉบับจะถูกทำลาย ดูในแง่เหล่านี้ — และในระดับของอนุภาคย่อยมากกว่ามนุษย์ — เทเลพอร์ตตาม ไอบีเอ็ม .

กระบวนการในโลกแห่งความเป็นจริงเรียกว่าการเคลื่อนย้ายควอนตัม กระบวนการนี้จะคัดลอกสถานะควอนตัมที่แม่นยำของอนุภาคหนึ่ง เช่น โฟตอน ไปยังอีกอนุภาคหนึ่งที่อาจอยู่ห่างออกไปหลายร้อยไมล์ การเทเลพอร์ตด้วยควอนตัมทำลายสถานะควอนตัมของโฟตอนแรก ดังนั้นมันจึงดูเป็นเช่นนั้นจริงๆ ราวกับว่าโฟตอนถูกขนส่งอย่างน่าอัศจรรย์จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เคล็ดลับนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ไอน์สไตน์เรียกว่า “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล” แต่เป็นที่รู้จักอย่างเป็นทางการมากขึ้นว่า การพัวพันควอนตัม

. หากโฟตอนที่จะ “เทเลพอร์ต” ถูกนำเข้ามาสัมผัสกับหนึ่งในคู่ของโฟตอนพัวพัน และการวัดสถานะผลลัพธ์จะถูกส่งไปยังปลายรับ – โดยที่โฟตอนอื่นที่พันกันอยู่นั้น – โฟตอนหลังสามารถเป็นได้ เปลี่ยนเป็นสถานะเดียวกับโฟตอนที่ถูกเคลื่อนย้าย มันเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนแม้กระทั่ง สำหรับโฟตอนเดียว และไม่มีทางที่จะขยายขนาดให้เท่ากับระบบขนส่งแบบทันทีที่เห็นใน “Star Trek” ถึงกระนั้น การเคลื่อนย้ายควอนตัมก็มี ใบสมัครสำคัญ ในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น สำหรับการสื่อสารที่ป้องกันการแฮ็กและการคำนวณควอนตัมที่เร็วมาก จักรวาลคู่ขนาน

Bubble Universe ในลิขสิทธิ์ที่แสดงในศิลปินคนนี้ ความคิด. (เครดิตภาพ: Shutterstock)จักรวาลคือทุกสิ่งทุกอย่างของกล้องโทรทรรศน์ของเรา เปิดเผยแก่เรา — กาแล็กซีหลายพันล้านแห่งที่ขยายตัวออกจาก บิ๊กแบง. แต่นั่นคือทั้งหมดที่มี? ทฤษฎีบอกว่าอาจจะไม่: อาจมีทั้งหมด มัลติเวิร์ส ของจักรวาลที่นั่น แนวคิดเรื่อง “จักรวาลคู่ขนาน” เป็นอีกธีมไซไฟที่คุ้นเคย แต่เมื่อแสดงบนหน้าจอ โดยปกติแล้วจะแตกต่างจากจักรวาลของเราในรายละเอียดเล็กน้อยเท่านั้น แต่ความเป็นจริงอาจแปลกกว่านั้นมาก ด้วยพารามิเตอร์พื้นฐานของฟิสิกส์ในจักรวาลคู่ขนาน เช่น ความแรงของแรงโน้มถ่วงหรือแรงนิวเคลียร์ ซึ่งแตกต่างจากของเรา ภาพคลาสสิกของจักรวาลประเภทนี้ที่แตกต่างกันอย่างแท้จริงและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในนั้นคือนวนิยายเรื่อง “The Gods Themselves” ของ Isaac Asimov ” ( ดับเบิ้ลเดย์ : 1972 .

กุญแจสู่ความเข้าใจสมัยใหม่ของจักรวาลคู่ขนานคือแนวคิดของ “การพองตัวชั่วนิรันดร์” ภาพนี้แสดงให้เห็นโครงสร้างที่ไม่มีที่สิ้นสุดของอวกาศในสถานะของการขยายตัวอย่างถาวรและรวดเร็วอย่างเหลือเชื่อ ทุก ๆ ครั้งแล้วจุดที่มีการแปลในพื้นที่นี้ — บิ๊กแบงที่มีอยู่ในตัวเอง — หลุดออกจากการขยายตัวทั่วไปและเริ่มที่จะเติบโตอย่างสงบนิ่งมากขึ้น ทำให้วัตถุวัตถุเช่นดาวและกาแล็กซี่ก่อตัวขึ้นภายในนั้น ตามทฤษฎีนี้ จักรวาลของเราเป็นหนึ่งในพื้นที่ดังกล่าว แต่อาจมีอีกนับไม่ถ้วน

เช่นเดียวกับเรื่องราวของอาซิมอฟ จักรวาลคู่ขนานเหล่านี้อาจมีพารามิเตอร์ทางกายภาพที่แตกต่างจากของเราโดยสิ้นเชิง ครั้งหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีเพียงเอกภพที่มีพารามิเตอร์เกือบเท่าๆ กับของเราเท่านั้นที่จะสามารถค้ำจุนชีวิตได้ แต่การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แนะนำว่าสถานการณ์อาจไม่เข้มงวดเท่านี้ Live Science รายงานก่อนหน้านี้. ดังนั้นจึงมีความหวังสำหรับมนุษย์ต่างดาวของ Asimov แม้ว่าอาจจะไม่ได้ติดต่อกับพวกเขาเหมือนที่เกิดขึ้นในนวนิยาย อย่างไรก็ตาม เราอาจตรวจพบร่องรอยของจักรวาลอื่นด้วยวิธีการอื่น มีคนแนะนำว่า “จุดเย็น” ลึกลับในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลคือรอยแผลเป็นจากการชนกับจักรวาลคู่ขนาน Ivan Baldry ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Liverpool John Moores ในสหราชอาณาจักรเขียนไว้ บทสนทนา. เผยแพร่ครั้งแรก เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด

.