Возможно ли, чтобы человек просто «прошел» через проходимую червоточину?

Здесь возникают самые разные опасения. Для полного обзора вы можете проверить «лоренцевские червоточины» Виссера. Сейчас мы рассмотрим червоточины, определяемые формализмом тонкой оболочки, где вещество, поддерживающее червоточину, находится на очень тонкой оболочке в устье червоточины.

Во-первых, это приливные силы. Поскольку приливное напряжение, вызванное гравитационными силами, зависит от тензора Римана, мы можем рассмотреть тензор Римана пространства-времени с тонкой оболочкой:

с$\tau_{abcd}$тензор, зависящий от разрыва внешней кривизны$K$. Поскольку это самая важная часть в подпирании червоточины открытой, давайте предположим (без каких-либо веских причин), что мы можем пренебречь кривизной вне устья червоточины.

Тензор внешней кривизны локально выглядит примерно как

$R_t$- радиус времениподобной кривой, описываемой этой точкой (это связано с ускорением червоточины), а$R_1$,$R_2$– главные радиусы поверхности. Следовательно, делая радиусы как можно большими (то есть делая поверхность как можно более плоской), мы можем сделать приливные эффекты сколь угодно малыми.

Другими словами, если хотя бы одна часть устья червоточины плоская, через нее можно пройти, не опасаясь приливных сил.

Затем дело в том, что сама материя поддерживает червоточину открытой. Поскольку на самом деле не существует какой-либо реалистичной модели материи, которая могла бы поддерживать червоточину размером с человека (или даже достаточно большую, чтобы пройти один электрон), трудно точно сказать, каковы возможные риски (вовлеченная материя может даже не пара с обычным веществом), но, учитывая грубую оценку порядка величины (абсолютной) энергии, примерно$10^{27} kg$, на площади в несколько кубических метров, можно с уверенностью сказать, что приближаться к нему слишком сильно, наверное, не лучшая идея.

Здесь снова плоские грани являются преимуществом: тензор энергии-импульса для тонкостенной части снова равен нулю, если поверхность плоская. Это еще не означает, что это хорошая идея: такая очень плотная материя, вероятно, будет излучать поблизости.

Другая проблема связана с длиной горла и временем: если мы отбросим предположение о тонкой оболочке, которое не очень реалистично, все равно будет какой-то способ путешествовать между двумя ртами. Длина горловины связана с количеством требуемой отрицательной энергии (длинные горловины требуют меньше отрицательной энергии), а это означает, что у более разумной дыры может быть очень большое время в пути, чтобы пересечь ее. Воспринимаемое время также является проблемой, поскольку время в пути может быть очень коротким для человека, пересекающего его, но очень большим с внешней точки зрения (это связано с функцией красного смещения, которая вызывает целый ряд других потенциальных проблем) .

Тогда, если мы на самом деле предположим сценарий машины времени, все станет намного хуже. Чтобы несколько упростить ситуацию, вы, возможно, знаете, что можете описать квантовый вакуум как множество виртуальных частиц (да, это неправильно, но давайте пока остановимся на этом). По мере того, как червоточина приближается к формированию машины времени, появляется все больше и больше виртуальных частиц, образующих почти петли, что имеет плохой побочный эффект, заключающийся в смещении их в синий цвет и увеличении их энергии. Они становятся настоящими петлями, когда машина времени фактически формируется, что приводит к расхождению тензора энергии-импульса: квантовый вакуум имеет бесконечную энергию, что, вероятно, приводит к плохим результатам, если бы это было возможно.

Вполне вероятно, что червоточина разрушится до того, как это произойдет.

Я разделю это на две категории: жесткие ограничения и чуть менее жесткие ограничения.

Жесткие ограничения

Существуют довольно общие аргументы в пользу того, что горловина червоточины, вероятно, является средой жесткого излучения. Это, вероятно, убило бы вас.

Структура общей теории относительности такова, что если существо хочет искусственно создать какой-либо объект, чья гравитация сильно отличается от ньютоновской, ему необходимо богоподобное владение абсурдными количествами массы и энергии. Трудно представить такое существо, имеющее что-то общее с людьми.

Экзотическая материя необходима для стабилизации червоточины. Даже если экзотическая материя существует (чего, вероятно, не существует), квантовое неравенство Форда-Романа является жестким ограничением того, что вы можете с ней делать.

Чуть менее жесткие ограничения

Каждое устье червоточины в основном действует как объект с некоторой массой в своей собственной части вселенной. Поэтому по умолчанию мы просто ожидаем, что он будет двигаться по некоторой орбите. Он не может двигаться по орбите, оставаясь неподвижным относительно земной поверхности. Например, если вы хотите, чтобы он сидел в чьем-то доме, вам нужно было каким-то образом приложить силу, чтобы выдержать его вес. В противном случае он опустился бы к центру Земли, вероятно, с катастрофическими последствиями для Земли.

В общем, мы ожидаем, что экзотическая материя будет смертельной для человека, поскольку атомы — единственная форма материи, которая может контактировать с людьми в килограммовых количествах, не уничтожая их.

По умолчанию мы ожидаем, что червоточина будет областью интенсивных гравитационных полей, очень похожей на черную дыру. Прохождение через червоточину, скорее всего, убьет вас из-за приливных сил, точно так же, как и в случае падения в черную дыру, где вы, вероятно, спагеттизируете, прежде чем попадете в сингулярность. Как и в случае с черными дырами, интенсивность этих приливных сил уменьшается с размером объекта. Очень маленькая червоточина, подобная той, которую вы описываете, вероятно, будет более смертоносной.

Как указал Джон Ренни в комментарии, Виссер описал класс червоточин, которые теоретически позволяют человеку проходить, не касаясь какой-либо экзотической материи и не испытывая никаких приливных сил. Однако для них требуется вещество с еще более экзотическими свойствами, чем для других червоточин. В целом верно, что общая теория относительности позволяет вам иметь любую геометрию пространства-времени, которую вы хотите, но затем требует, чтобы материя распределялась определенным образом и обладала определенными характеристиками, чтобы поддерживать эту геометрию. Типы материи, о которых говорит Виссер, настолько отличаются от всего, о чем мы знаем, что, по моему мнению, его расчеты равносильны заявлению о том, что вы не можете на самом деле иметь геометрию, которую он описывает.