Как предоставить супергероям гравитационные манипуляции, обоснованные с научной точки зрения?

Краткий ответ
Первичные черные дыры и связанные с ними червоточины могут быть ключом к использованию и преодолению ограничений гравитации.

Предыстория
Общая теория относительности Эйнштейна в основном говорит, что гравитация — это не сила, а проявление искривления пространства-времени (источник: NED ). По сути, он утверждает, что массивный объект не притягивает другой объект, а вместо этого искривляет пространство-время так, что кажется, будто он притягивается к массивному объекту удаленным наблюдателем (рис. 1, верхняя панель).

Теперь вы не хотите, чтобы ваши супергерои были похожи на Атласа , разбрасывающего небесные объекты. Здесь черные дыры становятся интересными, потому что они могут быть такими же массивными, как звезды и даже больше, но могут быть существенно меньше, потому что их плотность бесконечно больше, чем у небесного тела. Черные дыры — это области в космосе, где сила гравитации настолько сильна, что свет не может покинуть ее. Сильная гравитация возникает из-за того, что материя втиснута в крошечное пространство. Это сжатие может иметь место в конце жизни звезды, и некоторые черные дыры являются результатом умирания звезды. Поскольку свет не может выйти наружу, черные дыры невидимы без сложного оборудования для наблюдения (источник: New Scientist, 2013 ).

Черные дыры могут быть разных размеров, но есть три основных типа черных дыр, в зависимости от их массы и размера. Два более крупных типа, т . е . звездные (и наиболее распространенные) и сверхмассивные черные дыры, я полагаю, не слишком полезны для вашей сюжетной линии. Тем не менее, самый маленький тип известен как первичная черная дыра, и этот тип черной дыры может быть размером с один атом, хотя и с массой большой горы (источник: New Scientist, 2013 ).

Теперь такие первичные черные дыры могут быть воротами к сингулярностям . Сингулярности — это ядро ​​черной дыры, где гравитационное поле бесконечно сильно. В этот момент вход в него, скорее всего, приведет к тому, что что-либо будет раздавлено до бесконечной плотности. Однако общая теория относительности не дает оснований для того, что произойдет дальше. По сути, в этот момент все известные нам законы физики перестают применяться, и все известные уравнения перестают работать (источник: New Scientist, 2013 ). Различные модели по-разному объясняют поведение движения внутри сингулярности. Одна модель предсказывает, что со временем гравитация снова уменьшится, и объекты могут снова появиться в другой части Вселенной или вообще в другой Вселенной. Это было описано как червоточина(рис. 2). Червоточины — это ваши ворота ко всему, что связано с гравитационными трюками, я думаю (каламбур).

^{Рис. 1. Черная дыра (вверху) и сингулярность (внизу). (Вверху) Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что гравитация — это искривление пространства-времени. Массивный объект, такой как звезда, деформирует пространство-время, так что другой объект, такой как планета или световой луч, следует кратчайшему пути («геодезическому») в пространственно-временной сетке. Для наблюдателя это выглядит как отклонение траектории планеты или светового луча, вызванное гравитацией. (Внизу) Черная дыра может быть настолько плотной и массивной, что создает область бесконечной кривизны («сингулярность»), так что внутри горизонта событий свет не может выйти. источник: НЭД )}

^{Рис. 2. Визуализация червоточины. источник: Физика Вселенной}