Расчет массы червоточины

Какой будет для наблюдателя масса изолированной червоточины (имеется в виду, что вокруг нее нет ни газа, ни массы звезд), если устье червоточины напротив наблюдателя отражает свет области из галактики, в которую она выходит.

Червоточинам по определению требуется отрицательная энергия в виде экзотической материи, чтобы их рты были открыты. Будет ли эта отрицательная масса единственной массой объекта червоточины или для наблюдателя в изолированной червоточине будет также включать свет, отраженный звездами и газами, видимыми через червоточину другой галактики.

Червоточины соединяют две системы лишь на короткое время и разрушаются, когда проходит слишком много времени или через них проходит слишком много массы. Мой вопрос касается червоточин, у которых могут быть соединены устья естественно или искусственно в течение разумного периода времени.

Это хороший вопрос, изначально я полагал, что он будет принимать кажущуюся массу в зависимости от расстояния и размера массы на противоположной стороне червоточины. Это похоже на то, сколько света проходит через отверстие на листе бумаги. Однако о куске отрицательной энергии я не подумал. Я знаю, что это не помогает. Мне просто очень нравится вопрос.
В некоторых работах предполагается , что на режим передачи энергии через гравитационную волну может влиять местная геометрия (метрика). Объект может быть звездой, черной дырой, червоточиной и т. д., даже не имеющим сферической симметрии.
Является ли червоточина асимптотически плоской и стационарной? Тогда у него есть масса Комара или АДМ, как и у всего остального. В противном случае нетривиально определить понятие массы.

Ответы (2)

Я нашел сообщение здесь, на physicsforums.com , в котором есть несколько полезных ссылок в сообщении «pervect». Один из них относится к этой статье физика Джона Крамера, в которой говорится, что каждый раз, когда масса M проходит через устье червоточины, «масса входного устья увеличивается на M, а масса выходного устья уменьшается на величину -M», и что это может в конечном итоге привести к тому, что одно из устьев будет иметь чистую отрицательную массу. Предположительно свет, проходящий через червоточину, может иметь тот же эффект, основываясь на эквивалентности массы и энергии в общей теории относительности. Pervect отмечает, что в данном контексте обсуждаемая «масса» — это масса ADM , и ссылается на этот пост .обсуждая технические детали расчета ADM-массы устьев червоточин, а также некоторые вопросы, связанные с квантовой неопределенностью в массе - я недостаточно знаю общую теорию относительности, чтобы следить за техническими деталями здесь, но автор, кажется, говорит, что масса рта на самом деле не может стать отрицательным, возможно, по причинам, связанным с «квантовым неравенством», постулируемым для ограничения отрицательной энергии, которые обсуждаются в этой статье .. (может быть, когда Джон Крамер говорил о том, что масса становится отрицательной, он давал ответ в «чистой» общей теории относительности, не принимая во внимание квантовую физику?) Надеюсь, кто-то, кто лучше разбирается в этих темах, примет участие, но я подумал, что эти ссылки будут полезны в качестве указателей. для исследования, которое, вероятно, будет иметь отношение к ответу на ваш вопрос.

Согласно вашему ответу, масса будет связана с материей внутри трубы червоточины, а разница масс, находящихся в устье обоих концов, будет отрицательной, а другая положительной, как вы предположили. Поэтому я думаю, что длина трубки важна, а также время, в течение которого она остается открытой.
@Barnaby - я не знаю, правильно ли то, что масса имеет какое-то отношение к материи внутри трубки, в конце концов, черная дыра - это «вакуумный раствор», но у нее есть масса, как и у гравитационных волн - в общей теории относительности. область искривленного пространства-времени может иметь массу, даже если в ней нет поля материи. Проходимая червоточина требует, по крайней мере, тонкого слоя отрицательной массы/энергии, чтобы удерживать ее открытой, но, возможно, это не объясняет ее массу.

Решение червоточины обязательно нарушает условие усредненной нулевой энергии (ANEC). Теорема о положительной энергии говорит, что если выполняется условие доминирующей энергии (DEC), то масса ADM строго больше нуля для неплоского пространства-времени. DEC сильнее, чем ANEC. Таким образом, червоточина должна нарушать DEC, и, следовательно, теорема о положительной энергии неприменима, и, похоже, нет окончательного ответа относительно знака массы ADM червоточины. Конечно, возможно, что есть какой-то другой аргумент, о котором я не знаю, который дал бы более определенный ответ о знаке массы.

Группа Кипа Торна из Калифорнийского технологического института много работала над червоточинами и CTC в 1980-х годах. Насколько я помню, некоторые из их статей, казалось, неявно предполагали положительную массу ADM. Они описывают механизм, с помощью которого любую червоточину всегда можно превратить в вечную машину времени. Это кратко описано, например, в Echeverria 1991, и их механизм в основном включает ускорение одного рта, так что он имеет некоторое кумулятивное замедление времени. Читая эти аргументы, я всегда понимал, что они говорили об управлении ртом путем гравитационного притяжения его внешней положительной массой. Но, конечно, если бы рот имел отрицательную массу, им можно было бы так же легко манипулировать, используя отталкивание положительной массы.

Echeverria 1991 - Echeverria, 1991, "Бильярдные шары в пространстве-времени червоточин с замкнутыми времяподобными кривыми: классическая теория", http://authors.library.caltech.edu/6469/