Как неспециалист, который смотрит слишком много документальных фильмов по теоретической физике и астрономии, я видел аналогию червоточины со сложенным листом бумаги тысячу раз. Обычно они объясняют, что черные дыры могут соединяться с другими частями Вселенной, но на самом деле они не объясняют, что должно быть на другом конце, чтобы какая-либо информация прошла через нее. Когда они это делают, они обычно предполагают белые дыры, но я не совсем в этом уверен.
У меня не слишком много проблем с пониманием того, как формируется черная дыра, и до некоторой степени, как это может привести к искажению пространства-времени, достаточному для возникновения «складки». Но трудно представить, что могло вызвать образование белой дыры. Даже если бы существовала такая вещь, как отрицательная масса, похоже, не было бы никакого способа, чтобы объект мог получить отрицательную плотность, достаточную для того, чтобы стать белой дырой, поэтому не могло бы быть процесса, который заставляет их формироваться. .
Таким образом, если черные дыры вообще могут быть червоточинами, похоже, что выход не требует наличия материи, прежде чем она сформируется. Во всяком случае, червоточина черной дыры должна была бы «продырявить» белую дыру или какой-либо другой выход в существование — где-то.
Но, похоже, нет ничего, что определяло бы, где будет формироваться этот выход, так что можно было бы существовать вне границ материи, определяющей границы Вселенной. Это означало бы, что Вселенная бесконечна по размеру, поскольку белые дыры могли бы (и, вероятно, были бы, если бы их положение было совершенно случайным) появляться очень и очень далеко.
Значит, либо черные дыры не могут быть червоточинами, либо Вселенная бесконечна по размеру, либо я что-то упускаю. Насколько мне известно, ни один из первых двух выводов не был сделан — так что же я упускаю?
Червоточины, которые вы видели в документальных фильмах, не связаны с черными дырами.
Метрика Шарцшильда, описывающая черную дыру, содержит червоточину. Этот тип червоточины известен как червоточина Шварцшильда, или есть вариант, называемый мостом Эйнштейна-Розена, но ничто не может пройти через эти червоточины. Даже если бы это было возможно, нам пришлось бы ждать бесконечное время, чтобы увидеть, как что-то появляется с другого конца.
Червоточины, которые вы, вероятно, видели по телевизору, являются проходными , и они позволяют материи проходить через них. Однако их, вероятно, не существует. Нетрудно найти решения уравнений Эйнштейна с червоточиной. Вы начинаете с геометрии червоточины и работаете в обратном направлении, чтобы выяснить, какой тензор энергии-импульса вам нужен для создания червоточины. Проблема в том, что в результате всегда нужна отрицательная материя, т.е. материя, которая гравитационно отталкивает другую материю. Потребовался бы смелый ученый, чтобы решительно заявить, что отрицательной материи не существует, но мы никогда не видели ее следов.
Между прочим, Вселенная, вероятно, бесконечна, или, по крайней мере, не имеет смысла считать, что у нее есть край. Он может быть конечным, но неограниченным, как сфера, но если это так, то масштаб длины должен быть намного больше, чем наблюдаемая Вселенная, потому что наблюдаемая Вселенная плоская в пределах ошибки эксперимента.
Вращающиеся и заряженные черные дыры могут служить связующим звеном между различными областями пространства, но это не червоточины в том смысле, что их можно использовать как кратчайший путь. Если вы пройдете через вращающуюся или заряженную черную дыру в другую область пространства, у вас не будет пути назад туда, откуда вы начали, или, по крайней мере, не без путешествия со скоростью, превышающей скорость света. На самом деле то же самое верно и для червоточин моста Шварцшильда/Эйстена-Розена. Он связывает разные области пространства-времени, но не связывает две точки в нашем пространстве-времени.
Возможно, вам будет интересно взглянуть на мой ответ на « Вход в черную дыру, прыжок в другую вселенную» — с вопросами . Это описывает более подробно дыры, черные дыры могут связывать разные области пространства-времени.