รูหนอน คือ ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ระบุว่าวัตถุขนาดใหญ่ เช่น หลุมดำ สามารถบิดเบือน “กาลอวกาศ” และในที่สุดก็สร้างผลพลอยได้ที่เชื่อมต่อพื้นที่อื่นในจักรวาล สิ่งนี้เรียกว่า “สะพานไอน์สไตน์-โรเซน” หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า “เวิร์มโฮล”
เวิร์มโฮลช่วยให้เราเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ภายในระยะเวลาอันสั้นมาก เวิร์มโฮลเป็นหลุมดำทั่วๆ ไป แต่บรรดานักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่ามันจะเป็นเครื่องย้อนเวลาได้หรือไม่ นอกจากจะทำให้ระยะทางสั้นลง อย่างไรก็ตาม จนถึงทุกวันนี้ เราไม่ได้สังเกตเห็นเวิร์มโฮลในจักรวาลจริงๆ
“แนวคิดเรื่องเวิร์มโฮลได้รับอนุญาตให้มีอยู่ในคณิตศาสตร์ของ ‘สัมพันธภาพทั่วไป’ ซึ่งเป็นคำอธิบายจักรวาลที่ดีที่สุดของเรา” NASA กล่าวบนเว็บไซต์ แต่ “ไม่มีหลักฐานใดๆ ที่บ่งชี้ว่ามีเวิร์มโฮลอยู่ในจักรวาลที่สังเกตได้”
อย่างไรก็ตาม เวิร์มโฮลมีอยู่จริงในเอกสาร และนักฟิสิกส์ รวมถึงสตีเฟน ฮอว์คิง ได้ทำงานอย่างหนักเพื่อคิดหาว่าเวิร์มโฮลจะมีลักษณะอย่างไรหากมีอยู่จริง และความพยายามนี้มุ่งเน้นไปที่เวิร์มโฮลประเภทอื่นที่แตกต่างจากปกติ: เวิร์มโฮลวงแหวน
เวิร์มโฮลวงแหวนได้รับการเสนอครั้งแรกโดย Garry Gibbons นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และ Mikhail Volkov จากมหาวิทยาลัย Tours ในปี 2016 ซึ่งแตกต่างจากเวิร์มโฮลทั่วไปตรงที่ไม่จำเป็นต้องผ่าน ‘รูปกติ’ และสร้างขึ้นจากวัตถุขนาดใหญ่
เวิร์มโฮลวงแหวนเป็นการเชื่อมต่อระหว่างกาล-อวกาศแบบ ‘แบน’ (ลองนึกถึง Dr. Strange ของ Marvel) ซึ่งทำให้เราสามารถข้ามไปยังอีกที่หนึ่งได้โดยตรง
นักวิจัยพบข้อบกพร่องอย่างหนึ่งในการคำนวณของพวกเขา: เวิร์มโฮลวงแหวนสร้าง ‘เส้นโค้งคล้ายเวลาปิด’ ในกาล-อวกาศ ซึ่งหมายความว่าเวลาเคลื่อนที่เป็นวงกลม ไม่ใช่แค่เดินหน้าตามที่เรารู้จัก ซึ่งหมายความว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ในเส้นโค้งจะสิ้นสุดในเวลาเดียวกันกับที่เริ่มต้น
นักวิจัยเขียนว่า “กระบวนการนี้ทำให้เวิร์มโฮลวงแหวนเคลื่อนที่กลายเป็นเครื่องย้อนเวลาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้” ทั้งนี้ก็ต่อเมื่อเวิร์มโฮลอยู่ในที่ที่สนามโน้มถ่วงไม่เสถียร ไม่ถูกรบกวนจากดวงดาวหรือดาวเคราะห์ใกล้เคียง
เมื่อมันก่อตัวขึ้น มันก็จะกลายเป็นเครื่องย้อนเวลาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เวลาที่เวิร์มโฮลวงแหวนใช้ในการผ่านนั้นเท่ากับ RLc/GM โดยที่ R และ M คือรัศมีและมวลของปากเวิร์มโฮล L คือระยะห่างระหว่างปากทั้งสอง และ G คือค่าคงที่ของแรงโน้มถ่วง
แม้ว่าเราจะทำอะไรกับ G ไม่ได้มากนัก แต่เราสามารถเพิ่มรัศมีและลดมวลได้ หากทำได้ การผ่านเวิร์มโฮลจะเร็วขึ้น ซึ่งหมายความว่าวัตถุต่างๆ จะโผล่ออกมาที่จุดทางออกเร็วกว่าทางเข้าครั้งแรก อาจเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการตามการรับรู้และความคุ้นเคยของเรา แต่รายงานระบุว่าเป็นเพราะสนามควอนตัม
“นอกเหนือจากสิ่งแปลกประหลาดที่ประกอบเป็นเวิร์มโฮลแล้ว ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ และผลที่ตามมาก็ยิ่งบ้าคลั่งยิ่งกว่า” โทบี้ ไวส์แมน ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากวิทยาลัยอิมพีเรียลแห่งลอนดอนกล่าว “เครื่องย้อนเวลาคือผลที่ตามมาโดยธรรมชาติของการมีเวิร์มโฮล”
อะไรคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป รูหนอน คือ
ทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปเป็นรากฐานของฟิสิกส์สมัยใหม่ ใช้ในการวัดความเร็วแสง อัตราเฉื่อย การขยายตัวของเวลา การเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงโน้มถ่วง หรือการเดินทางของแสง เป็นหลักการพื้นฐานของการเคลื่อนที่ของวัตถุใดๆ ที่เป็นไปตามกฎของฟิสิกส์และเกี่ยวข้องกับเวลา
เป็นทฤษฎีที่คิดค้นโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์และนาธาน โรเซน ลูกศิษย์ของเขา ซึ่งเป็นการนำเสนอเชิงทฤษฎีในทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไปในปี 1905 และ 1915 โดยอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างเรขาคณิตของกาลอวกาศและสสารผ่านสมการของไอน์สไตน์รูหนอน คือ
ในช่วงหลายปีต่อมา นักฟิสิกส์ นักคณิตศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากได้วิเคราะห์และค้นหาความจริง จนถึงปัจจุบัน ทฤษฎีนี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างกว้างขวาง แต่โดยสรุป เวิร์มโฮลเกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อของหลุมดำสองแห่ง หลุมดำเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ยุบตัวลง และสสารที่ใช้ประกอบกันเป็นดาวฤกษ์นั้นจะถูกบีบอัดด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวมันเองจนกลายเป็นมวลหนาแน่นขนาดเล็กมาก
หลุมดำมีแรงโน้มถ่วงสูงมากจนความโค้งของกาลอวกาศในบริเวณนั้นไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งเรียกว่า “เอกฐานแรงโน้มถ่วง” เมื่อการพับของกาลอวกาศสร้างเวิร์มโฮลที่ทำให้ระยะห่างระหว่างสองสถานที่ในจักรวาลสั้นลง แรงโน้มถ่วงมหาศาลจากวัตถุที่มีมวลมาก เช่น ดาวฤกษ์ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของเวิร์มโฮล สามารถส่งผ่านไปยังปลายอีกด้านที่เราเป็นผู้สังเกตการณ์ได้ แรงโน้มถ่วงมหาศาลนี้ทำให้การเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศด้านของเราผันผวนแตกต่างจากปกติ