Teòiridh Toll-chnuimhe agus Fànais-ùine
Ann an litreachas saidheansail agus ficsean saidheansail, tha tuill-chnuimhe nan bun-bheachd a tha air mac-meanmna an duine a ghlacadh. Tha am beachd gum faodadh dà phuing eadar-dhealaichte ann an àite-ùine a bhith ceangailte ri chèile le slighe falaichte, a’ leigeil le siubhal nas luaithe na solas, air beachdachadh a bhrosnachadh mu chothrom siubhal eadar-rionnagach agus siubhal ùine. Tha ar tuigse air tuill-chnuimhe air a bhith fo bhuaidh teòiridh Albert Einstein air coibhneasachd choitcheann, a bharrachd air na diofar mhodalan teòiridheach a chaidh a mholadh bhon uair sin.
Ro-ràdh do Bhun-bheachd Toll-chnuimhe
'S e fuasgladh teòiridheach a th' ann an toll-cnuimhe do cho-aontaran achaidh Einstein ann an teòiridh choitcheann coibhneasachd. Gu sìmplidh, faodar smaoineachadh air toll-cnuimhe mar "ath-ghoirid" tro àite-ùine a leigeas le nithean no fiosrachadh siubhal eadar dà phuing eadar-dhealaichte nas luaithe na bhiodh iad tro àite-ùine àbhaisteach.
Gu matamataigeach, chaidh tuill-chnuimhe a mholadh an toiseach ann an 1935 le Albert Einstein agus Nathan Rosen, a chruthaich bun-bheachd “Drochaid Einstein-Rosen.” Thug iad cunntas air toll-chnuimhe mar dhrochaid a’ ceangal dà “dhuilleag” eadar-dhealaichte de fhànais-ùine. Tha dà “bheul” aig na tuill-chnuimhe seo, gach fear ceangailte ri àite eadar-dhealaichte ann an fhànais-ùine, agus “amhaich” a’ ceangal an dà rud.
Structar agus Seasmhachd Toll-chnuimhe
Is e aon de na ceistean mòra mu thuill-chnuimhe an seasmhachd. Bhiodh toll-chnuimhe neo-sheasmhach a’ tuiteam goirid às deidh dha cruthachadh, a’ cur bacadh air na slighean conaltraidh no siubhail a bhiodh e a’ tabhann air dhòigh eile. Tha ceist na seasmhachd co-cheangailte ris an t-seòrsa stuth no lùth a tha an làthair anns an toll-chnuimhe no timcheall air.
Tha feum aig tuill-chnuimhe, mar a tha iad air an aithneachadh ann an litreachas fiosaig, air stuth le feartan coimheach. Tha na feartan coimheach seo a’ toirt iomradh air stuth aig a bheil lùth àicheil no cuideam coimheach, an aghaidh na bhios sinn a’ coinneachadh ris mar as trice ann am fiosaig chlasaigeach. Bidh an stuth coimheach seo ag obair mar chnap-starra, a’ cumail an toll-chnuimhe fosgailte agus a’ cur casg air a thuiteam. Is e aon seòrsa de stuth coimheach a thèid ainmeachadh gu tric an lùth àicheil a thig bho bhuaidh Casimir. Tha a’ bhuaidh seo na iongantas ann am fiosaig cuantamach a bhios a’ toirt a-mach cuideam àicheil air sgèile bheag.
Seòrsachan de Thuill-chnuimhe
A rèir an structair agus na feartan aca, tha grunn sheòrsaichean teòiridheach de thuill chnuimhe air am moladh:
1. Toll-chnuimhe Schwarzschild: ’S e seo is dòcha an toll-chnuimhe as sìmplidh ann an teòiridh, a’ ceangal dà tholl-dhubh Schwarzschild. Ach, tha an seòrsa toll-chnuimhe seo neo-sheasmhach oir bhiodh e a’ falmhachadh gu luath air sgàth rèididheachd Hawking agus bhiodh e a’ tuiteam às a chèile gu luath.
2. Tuill-chnuimhe a ghabhas siubhal: Is iad seo an seòrsa tuill-chnuimhe a chithear as trice ann am ficsean saidheans, coltach ris an fhear anns an fhilm Interstellar. Gus an tèid an siubhal gu sàbhailte, feumaidh na seòrsaichean seo stuth coimheach gus amhach an tuill-chnuimhe a chumail fosgailte.
3. Toll-chnuimhe Morris-Thorne: Air a thoirt a-steach le Michael Morris agus Kip Thorne ann an 1988, tha a’ bhun-bheachd seo a’ toirt a-steach toll-chnuimhe seasmhach, a ghabhas a dhol troimhe le daoine, le stuth coimheach a-staigh.
4. Tuill-chnuimhe Euclidean: Nas tuairmeasach agus teòiridheach, is dòcha gum feum an seòrsa seo tomhasan a bharrachd gus a bhith ann, stèidhichte air teòiridh nan sreangan no teòiridh-M.
Siubhal Ùine agus Paradocsan
Is e aon de na taobhan as inntinniche de thuill chnuimhe an comas siubhal ann an tìm. Nam biodh aon de fhosglaidhean an toll chnuimhe a’ gluasad aig astaran coimeasach no faisg air raon grabhataidh glè làidir, bhiodh an tìm a’ gluasad gu math slaodach airson an fhosglaidh sin an taca ris na feadhainn eile, air sgàth buaidhean leudachadh ùine. San dòigh seo, dh’ fhaodadh neach-siubhail teòiridheach a dhol a-steach do fhosgladh an toll chnuimhe agus falbh san àm a dh’ fhalbh no san àm ri teachd.
Ach, bidh siubhal ùine chun àm a dh’fhalbh ag adhbhrachadh grunn pharadocsan. Is e aon de na paradocsan as ainmeile paradocs an t-seanair, anns am bi neach-siubhail ùine a’ dol air ais ann an tìm agus a’ marbhadh a sheanair mus tèid a bhreith, a’ cruthachadh contrarrachd adhbhar is buaidh. Tha mòran de luchd-fiosaig den bheachd nach eil laghan na fiosaig mar a tha sinn gan tuigsinn an-dràsta a’ ceadachadh rèiteachadh mar sin.
Buaidhean airson Reul-eòlas agus Cosm-eòlas
Bhiodh buaidh mhòr aig tuill-chnuimhe, ma tha iad ann, air reul-eòlas agus cosmology. Dh’fhaodadh iad grunn thachartasan nach eil air am mìneachadh an-dràsta a mhìneachadh, leithid an ceangal eadar reul-chriosan no beachdan neo-àbhaisteach timcheall air tuill dhubha. Tha cuid de bheachdan teòiridheach eadhon den bheachd gum faodadh tuill-chnuimhe a bhith nan modail dligheach airson an aonaranachd neo-fhaicsinneach aig meadhan tuill dhuibh.
Teicneòlas Deuchainneach agus Cuingealachaidhean
A dh’aindeoin teòiridh cho cumanta mu thuill chnuimhe, tha an teicneòlas a dh’fheumar gus an lorg no eadhon an cruthachadh fada ro fhada air falbh an-dràsta. Tha cruthachadh no smachd a chumail air an stuth coimheach a dh’fheumar gus toll cnuimhe a dhèanamh seasmhach na dhùbhlan mòr, gun luaidh air na riatanasan lùtha mòra a bhiodh a dhìth air.
Dh’fhaodadh deuchainnean mar eadar-theachdairean leusair a tha ag amas air tonnan grabhataidh a lorg (mar LIGO) fianais neo-dhìreach a thoirt seachad airson tuill chnuimhe le bhith a’ cumail sùil air iongantas a tha co-chòrdail ris an làthaireachd. Ach, gus an uairsin, tha tuill chnuimhe fhathast na raon inntinneach de bheachdachadh saidheansail.
Penutup
Tha teòiridh nan toll-chnuimhe a’ tabhann sealladh ùr air àite is ùine, a’ leigeil leinn beachdachadh air comas siubhal eadar-rionnagach ann an dòighean nach robh riamh roimhe air smaoineachadh. Ged nach deach an làthaireachd a dhearbhadh gu h-eimpireach, dh’ fhaodadh lorg stuth coimheach no an teicneòlas as urrainn smachd a chumail air dorsan ùra fhosgladh ann an rannsachadh àite-ùine. Mar sin, chan e a-mhàin gu bheil rannsachadh agus beachdachadh mu thuill-chnuimhe a’ leudachadh ar tuigse air a’ chruinne-cè ach cuideachd a’ brosnachadh oidhirpean a bharrachd ann an saidheans agus teicneòlas.
Mar cho-dhùnadh, tha tuill-chnuimhe a’ cur dùbhlan air ar tuigse àbhaisteach air àite-ùine agus a’ putadh crìochan mac-meanmna saidheansail. Ge bith an tèid dearbhadh mu dheireadh gur e fìor nithean a th’ annta, tha am beachd aca a’ leantainn air adhart a’ brosnachadh deasbadan beairteach mu nàdar ar cruinne-cè agus àm ri teachd rannsachadh daonna.
