Hố giun

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Trong vật lý, một hố giun là một không-thời gian được giả định là có cấu trúc tô pô đặc biệt tạo nên đường đi tắt trong không thời gian. Chúng nối thông từ một vùng không-thời gian này đến vùng kia và, đôi khi, vật chất đi từ vùng này sang vùng kia bằng cách chui qua hố này.

Tên gọi "hố giun" được tạo ra khi tưởng tượng rằng vũ trụ là một bề mặt cầu. Muốn đi từ một điểm đến điểm đối diện trên mặt cầu cần quãng đường là nửa chu vi đường tròn lớn của mặt cầu. Tuy nhiên, nếu có một con giun đục lỗ xuyên vào trong lòng hình cầu, nối thẳng hai điểm, quãng đường đi chỉ còn là đường kính mặt cầu.

Trong không thời gian, một hố giun có thể giúp đi qua các khoảng cách rất lớn, thậm chí đi tới một "vũ trụ khác". Có thể sự tồn tại của hố giun trải dọc chiều thời gian, đi qua quá khứ, vì thế có thể đi ngược thời gian bằng cách đi qua nó.

Một ví dụ về cơ chế sinh ra hố giun đã được tưởng tượng cho bên trong lòng các hố đen tích điện và quay (có mô men động lượng). Tuy nhiên, chưa có bằng chứng thực nghiệm về sự tốn tại của các hố giun, các hố giun hầu như không tồn tại. Ngay cả khi một hố giun có thể được hình thành, như theo cơ chế ở trên, nó sẽ không ổn định; chỉ một tác động nhỏ, bao gồm việc vật chất chui qua nó, cũng làm nó sụp đổ. Thậm chí nếu các hố giun tồn tại và ổn định, việc con người có thể đi qua chúng cũng rất khó khăn, do bức xạ điện từ đổ vào trong hố giun (từ các ngôi sao, màn vi sóng vũ trụ, ...) sẽ dịch chuyển sang tần số cực cao với năng lượng tập trung lớn, phá hủy sự sống.

Mục lục 1 Định nghĩa 2 Các dạng hố giun 3 Cơ sở lý thuyết 4 Hố giun có thể đi qua được 4.1 Hố giun và vấn đề di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng 4.2 Hố giun và vấn đề đi ngược thời gian 4.3 Hố giun Schwarzschild 5 Metrics của hố giun 6 Hố giun trong tiểu thuyết, phim ảnh 7 Tham khảo 8 Liên kết ngoài 9 Xem thêm 10 Liên kết ngoài

[sửa] Định nghĩa

Cho một không gian compact thuộc không-thời gian (spacetime), với giới hạn tô pô tầm thường, nhưng bên trong không đơn giản liên thông. Chuẩn hóa ý tưởng này có được giả thiết sau, nằm trong Lỗ giun Lorentz của Matt Visser.

Miêu tả một hố giun liên vũ trụ (inter-universe wormholes) có phần khó hơn. Chúng ta có thể tưởng tượng có một vũ trụ 'con' được nối với một vũ trụ 'cha' thông qua một 'điểm rốn'. Có thể coi điểm rốn là miệng của hố giun nhưng không-thời gian là liên tục nên điều đó không hoàn toàn đúng.

[sửa] Các dạng hố giun

Hố giun liên vũ trụ nối một vị trí này với một vị trí khác trong cùng vũ trụ. Một hố giun có thể kết nối những vị trí cách xa nhau trong vũ trụ bằng cách bẻ cong không-thời gian, cho phép di chuyển giữa các vị trí đó nhanh hơn di chuyển trong không gian bình thướng. Điều này được minh họa bởi hình bên. Hố giun liên vũ trụ [1], [2]. Điều này đặt ra câu hỏi liệu có loại hố giun cho phép di chuyển tự một vũ trụ này sang một vũ trụ khác hay không. Một hố giun nối giữa những vũ trụ đóng gọi là hố giun Schwarzschild wormhole. Một ứng dụng có thể khác của hố giun là du hành xuyên thời gian, trong đó, hố giun nối một điểm trong không-thời gian với một điểm khác. Trong lý thuyết dây, hố giun được mường tượng là nhân tố nối hai D-brane với hai miệng nằm trên mỗi brane mà được nối bới một ống từ (flux tube) [3]. Ngoài ra, hố giun còn được coi là một phần của spacetime foam [4]. Có hai loại hố giun chính: hố giun Lorentz và hồ giun Euclid. Hố giun Lorentz được nghiên cứu bởi ngành trọng lực học bán cổ điển (semiclassical gravity) còn hố giun Euclid được nghiên cứu trong vật lý phân tử. Hố giun khả chuyển (traversible wormholes) là một loại hố giun Lorentz đặc biệt cho phép con người đi từ phía này đến phía kia. Sergey Krasnikov đã đề ra thuật ngữ lối tắt không-thời gian (spacetime shortcut) làm định nghĩa chung cho hố giun (khả chuyển) và các hệ thống đẩy cho phép di chuyển những khoảng cách cực xa trong những khoảng thời gian cực ngắn như động cơ Alcubierre và ống Krasnikov.

[sửa] Cơ sở lý thuyết

[sửa] Hố giun có thể đi qua được

[sửa] Hố giun và vấn đề di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng

[sửa] Hố giun và vấn đề đi ngược thời gian

[sửa] Hố giun Schwarzschild

Hố giun Schwarzschild hay Einstein-Rosen bridges là những cây cầu bắc giữa các vùng khác nhau của vũ trụ, có thể được xem như giải pháp chân không cho các phương trình Einstein khi kết nối hố đen với hố trắng.

[sửa] Metrics của hố giun

[sửa] Hố giun trong tiểu thuyết, phim ảnh

[sửa] Tham khảo

• Visser, Matt. "The quantum physics of chronology protection by Matt Visser.". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005. An excellent and more concise review.
• Khatsymosky, Vladimir M.. "Towards possibility of self-maintained vacuum traversable wormhole". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Roman, Thomas, A.. "Some Thoughts on Energy Conditions and Wormholes". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Krasnikov, Serguei. "The quantum inequalities do not forbid spacetime shortcuts". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Krasnikov, Serguei. "Counter example to a quantum inequality". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Teo, Edward. "Rotating traversable wormholes". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• González-Díaz, Pedro F.. "Ringholes and closed timelike curves". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• González-Díaz, Pedro F.. "Quantum time machine". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• DeBenedictis, Andrew and Das, A.. "On a General Class of Wormhole Geometries". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Li, Li-Xin. "Two Open Universes Connected by a Wormhole: Exact Solutions". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Nandi, Kamal K. and Zhang, Yuan-Zhong. "A Quantum Constraint for the Physical Viability of Classical Traversable Lorentzian Wormholes". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Dzhunushaliev, Vladimir. "Strings in the Einstein's paradigm of matter". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Garattini, Remo. "How Spacetime Foam modifies the brick wall". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.
• Ori, Amos. "A new time-machine model with compact vacuum core". arXiv eprint server. Được truy cập ngày August 12, 2005.

[sửa] Liên kết ngoài

• What exactly is a 'wormhole'? answered by Richard F. Holman, William A. Hiscock and Matt Visser.
• Why wormholes? by Matt Visser.
• Wormholes in General Relativity by Soshichi Uchii.
• Time, Time Travel & Traversable Wormholes includes a discussion forum.
• White holes and Wormholes provides a very good description of Schwarzschild wormholes with graphics and animations, by Andrew J. S. Hamilton.

[sửa] Xem thêm

• Alcubierre drive
• Chronology protection conjecture
• Sao đặc
• Nhanh hơn ánh sáng
• Tử tinh
• Hố đen
• Hố trắng
• Đường hầm lượng tử
• Đám mây lỗ đen
• Tiểu lỗ đen
• Sao Neutron
• Nguyên lý tự kiên định Novikov
• Vòng Roman
• Lỗ đen quay
• Schwarzschild metric
• Bức xạ Schwarzschild
• Sức đẩy của vũ trụ
• Stargate SG-1
• String theory
• Lỗ đen siêu đặc
• Lịch sử thuyết tương đối
• Du hành vượt thời gian
• Thuyết lỗ đen

[sửa] Liên kết ngoài

• Câu thường hỏi về hố đen

Bài này còn sơ khai trong lĩnh vực thiên văn học. Chúng ta đang có những nỗ lực để hoàn thiện bài này. Nếu bạn biết về vấn đề này, bạn có thể giúp đỡ bằng cách viết bổ sung (trợ giúp).