ค้นคำตอบเรื่องอวกาศ…การเปิด ‘รูหนอน’ และสารประหลาด

รูหนอนทรงกลมใดๆ ที่แสงสามารถเคลื่อนที่ผ่านไปได้จะต้องกระจายลำแสงนั้นออกด้วยแรงโน้มถ่วง เพื่อให้เห็นได้ว่ามันเป็นไปได้อย่างไร ให้จินตนาการว่าลำแสงถูกส่งผ่านเลนส์นูนก่อนมันจะผ่านเข้าไปในรูหนอน ดังนั้น ทุกรังสีของมันจึงลู่เข้าตามแนวรัศมีเข้าหาจุดศูนย์กลางของรูหนอน จากนั้นรังสีเหล่านั้นก็จะยังคงเคลื่อนที่ต่อไปตามแนวรัศมีเสมอ ซึ่งหมายความว่าเมื่อมันโผล่ออกมาจากปากอีกข้างหนึ่ง มันจะแผ่ออกตามแนวรัศมีจากจุดศูนย์กลางของรูหนอน ซึ่งลำรังสีต้องถูกกระจายแสงออก
ความโค้งกาลอวกาศของรูหนอน ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการกระจายแสงจะถูกสร้างขึ้นโดย ‘สารประหลาด’ ที่สอดผ่านรูหนอน และทำให้รูหนอนยังคงเปิดอยู่ได้ เนื่องจากความโค้งกาลอวกาศที่กระจายลำแสงออกไป กล่าวอีกแบบหนึ่งได้ว่า สารประหลาดจะผลักรังสีของลำแสงด้วยแรงโน้มถ่วงและผลักตัวมันออกมาจากกัน ดังนั้น จึงเกิดการกระจายแสง
ปรากฏการณ์นี้ตรงกันข้ามกับที่เกิดขึ้นในเลนส์โน้มถ่วง แสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลจะถูกรวมแสงด้วยแรงดึงดูดโน้มถ่วงของดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่ง หรือกาแล็กซี่ หรือหลุมดำ แต่กรณีนี้แสงจะถูกกระจายออก
การค้นพบว่าทุกรูหนอนจะถ่างออกได้ด้วยการใช้สารประหลาด ทำให้เกิดการวิจัยเชิงทฤษฎีขึ้นมากมายระหว่างปี 1988-1992 ‘กฎฟิสิกส์ยอมให้มีสารประกอบได้หรือไม่ และถ้าได้จะอยู่ภายใต้ภาวะเงื่อนไขหรือเหตุการณ์อะไร’ นั่นคือประเด็นปัญหาที่ตามมา
กุญแจของคำตอบนี้มีเรียบร้อยแล้วในทศวรรษที่ 1970 โดย สตีเฟ่น ฮอว์กิ้ง ในปี 1970 เขาพิสูจน์ให้เห็นว่า พื้นที่พื้นผิวของหลุมดำจะเพิ่มขึ้นเสมอ ฮอว์กิ้งต้องสมมติว่าไม่มีสารประหลาดอยู่ใกล้เส้นขอบฟ้าของหลุมดำ ถ้าสารประหลาดอยู่ในบริเวณค้างเคียงเส้นขอบฟ้าแล้ว ข้อพิสูจน์ของฮอว์กิ้งก็จะใช้ไม่ได้ ทฤษฎีบทของเขาก็ใช้ไม่ได้ด้วย และพื้นที่พื้นผิวเส้นขอบฟ้าก็จะหดตัว อย่างไรก็ดี ฮอว์กิ้งก็ไม่ได้กังวลใจมากนักเกี่ยวกับความเป็นไปได้นี้ ดูคล้ายกับว่าในปี 1970 เป็นการพนันที่ค่อนข้างจะปลอดภัยว่าไม่มีสารประหลาดอยู่จริง



ขอบคุณข้อมูลจากหนังสือ : ประวัติย่อของหลุมดำ

สำนักพิมพ์มติชน

เรียบเรียง : yaklai.com