Я хорошо знаком с СТО, но очень мало понимаю в ОТО, сингулярностях и черных дырах. Мой друг, который начитан и интересуется общей физикой, сказал, что мы можем «перепрыгнуть» в другую вселенную, войдя в черную дыру.
Предположим, что мы и наше оборудование можем противостоять приливным силам вблизи черных дыр. Мы прыгнули с нашего космического корабля в черную дыру. Поскольку мы миновали горизонт событий, мы больше не могли посылать какую-либо информацию наружу.
Можно ли интерпретировать эту ситуацию как то, что мы были в другой вселенной, отличной от нашей предыдущей вселенной?
Есть ли исправления или что-то еще, что можно добавить к приведенному выше утверждению?
Позвольте мне попытаться дать более «научно-популярный» ответ (Рон, пожалуйста, будьте нежны со мной!).
В ОТО геодезическая — это путь, по которому движется свободно движущийся объект. В этом нет ничего особенно сложного; если вы бросите камень (в вакуум, чтобы избежать сопротивления воздуха), он следует геодезической. Если Вселенная просто связана, вы ожидаете, что сможете добраться куда угодно и обратно, следуя геодезическим.
Однако в статической черной дыре, описываемой геометрией Шварцшильда, с геодезическими происходит что-то странное. Во-первых, все, что следует за геодезической через горизонт событий, не может вернуться тем же путем, которым оно пришло, и, во-вторых, все геодезические, проходящие через горизонт событий, заканчиваются в одной точке, то есть в сингулярности в центре черной дыры.
Если теперь вы повернете черную дыру, или добавите к ней электрический заряд, или и то, и другое, вы сможете найти геодезические, которые проходят через горизонты событий (теперь их два!), пропускают сингулярность и возвращаются из черной дыры. опять таки.
Но, и здесь вступает в действие идея отдельных вселенных, теперь вы не можете найти никаких геодезических, которые вернут вас к исходной точке. Итак, кажется, что вы вернулись в обычную вселенную, но находитесь в регионе, который не связан с тем, откуда вы начали. Означает ли это, что это «отдельная вселенная». Это действительно вопрос терминологии, но я бы сказал, что нет. В конце концов, вы просто добрались туда по инерции - вы не прошли через порталы типа, столь любимого научно-фантастическими фильмами. И нет причин думать, что физика отличается от того, где вы закончили, и того, с чего начали.
Если вы заинтересованы в дальнейшем изучении этого вопроса, я настоятельно рекомендую «Космические границы общей теории относительности» Уильяма Дж. Кауфмана. Он претендует на звание руководства для непрофессионалов, но лишь немногие из тех, кого я знаю, могут его понять. Однако, если вы знаете SR, у вас не должно возникнуть проблем с этим.
Сегодня этот вопрос в значительной степени решен — вы не можете отправиться в другую изолированную вселенную, но вы либо заперты в черной дыре, либо вновь появляетесь в этой вселенной . Причина в свойстве отсутствия потери информации. Если бы материал мог перемещаться между несвязанными вселенными, информация о состоянии этого материала была бы безвозвратно потеряна для другой вселенной. На самом деле Хокинг недавно признал, что эта идея была основной мотивацией его первоначального предположения о том, что излучение Хокинга является абсолютно тепловым и не кодирует информацию о падающих веществах. Это будет явным признаком того, что черная дыра связана с несвязанной вселенной.
Причина, по которой люди ожидали, что смогут путешествовать в другую вселенную, заключается в том, что обычная вращающаяся черная дыра имеет три области. Проще всего увидеть структуру — рассмотреть заряженную черную дыру, качественно такую же, но сферически симметричную. Метрика имеет f (r) в части dt и 1 / f (r) в части dr, при этом , где b — квадрат электрического заряда, a — половина массы.
Нули временной составляющей метрики сообщают вам положение горизонта по r. Есть внешний горизонт и внутренний горизонт (третий нуль находится при отрицательных значениях r и нефизичен). Внешний горизонт — это горизонт событий: как только вы пересекаете его, вы вынуждены углубляться внутрь. Внутренний горизонт — это горизонт Коши, когда вы пересекаете этот горизонт, вы видите сингулярность при r = 0.
Гравитация становится отталкивающей в r внутри внутреннего горизонта. Затем падающая внутрь частица выталкивается наружу, чтобы пересечь горизонт Коши в обратном направлении, а затем она пересекает горизонт событий в обратном направлении, но уже рассматривая горизонт событий как горизонт белой дыры. Классически каждый из регионов разъединен, между ними нет идентификации. Так что вы идете из нашей вселенной во внутреннюю часть, затем во внутреннюю часть, затем во внутреннюю часть белой дыры, а затем в другую, несвязанную вселенную.
В 1970-х годах горизонты белой дыры и черной дыры считались разными, так что черная дыра — это одно, а белая дыра — другое. Но сам Хокинг заметил, что состояния теплового равновесия инвариантны по отношению к обращению времени, так что, обратив во времени черную дыру, находящуюся в равновесии с излучением, вы обнаружите, что черная дыра и белая дыра на самом деле одно и то же, когда-то квантовая механика, но с другой точки зрения. .
Полный процесс падения не понятен, потому что никто не проследил падающую материю, проходящую через черную дыру в AdS/CFT (хотя это просто недосягаемо --- люди над этим работают). В результате (я полагаю) падающая материя совершает классический круговорот и выходит за горизонт событий за время, равное 1/hbar, так что время прохождения расходится классическим образом. Но это не подтверждается какими-либо подробными расчетами, а лишь смутными вознями с моделями AdS/CFT. Единственные расчеты в литературе делают утверждение (равно неподтвержденное), что черная дыра необратимо поглощает вещество, которое попадает внутрь, не выплевывая его наружу. Я почти уверен, что это неправда, она выплевывает ее в эту вселенную, если да, то иногда КПТ отражается, поэтому получается антиматерия.
Я предположил, что это может быть причиной аномального антиэлектронного сигнала, наблюдаемого недавно спутниками вблизи галактического центра. Вращающаяся астрофизическая черная дыра может быть обильным источником антивещества.
Qмеханик