Astronomi

Ligger et hvidt hul bag et sort hul?

Ligger et hvidt hul bag et sort hul?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mens jeg læste om hvide huller, snublede jeg over et spørgsmål "Hvor kommer sagen fra et hvidt hul fra?" Der ser ud til at være 2 mulige kandidater:

  1. Det var sagen opslugt af et sort hul.
  2. Materie blev skabt inde i det hvide hul.

Min søgning på wiki sagde, at:

Ifølge Penrose Diagram over Schwarzschild-radius forlader objekter først det hvide hul og kan derefter komme ind i et sort hul. Men på grund af Hawking-stråling kan et sort hul opnå termisk ligevægt med strålingsgas. Denne ligevægtstilstand er omvendt invariant, hvilket antyder, at tidsomvendelse af et sort hul igen er et sort hul. Dette betyder, at et sort hul og et hvidt hul er de samme objekter.

Min 2. kandidat antyder, at big-bang var et hvidt hul. Jeg tænkte på at udelukke dette, fordi det kræver eksistensen af ​​et hvidt hul før big-bang.

Dette tvang mig til at drage den konklusion, at et hvidt hul enten skal være inde i et sort hul eller bag det.

Er dette korrekt (forudsat at vi endnu ikke har bevist eksistensen af ​​et hvidt hul)? Hvor tager jeg fejl?


Nej, der er sandsynligvis ikke noget som et hvidt hul i det virkelige liv. Et hvidt hul er grundlæggende en omvendt version af et sort hul. Ligesom et sort hul ikke kan ødelægges i klassisk generel relativitet, kan der aldrig dannes et hvidt hul i GR. Så mens et hvidt hul teknisk set er en ting, der kunne eksistere, er der ingen måde at danne en medmindre den var der i begyndelsen af ​​universet. Vi har ingen grund til at tro, at der eksisterede hvide huller ved Big Bang, så vi tror, ​​de ikke eksisterer (og vil aldrig).


Du har hørt om sorte huller, men hvad med hvide huller?

Denne enkle sandhed henviser normalt til genstande fyldt i kropslige åbninger, men det viser sig, at naturens mest ekstreme åbninger - sorte huller - ikke er nogen undtagelse.

Sorte huller er selvfølgelig områder i rumtiden, hvor tyngdekraften er så stærk, at ikke engang lys kan undslippe deres træk. Når stof falder i et, bliver det knust til et punkt så tæt, at ingen af ​​vores teorier kan beskrive, hvad der sker med det der. Hvis der er et eller andet sted i kosmos uden en udgang, er det inden i spiserøret på et sort hul.

Et voksende antal astrofysikere tager nu alvorligt tanken om, at sorte huller muligvis har en vej ud, et sted, hvor de ting, der opsluges af dem, bliver spyddet ud igen: et såkaldt "hvidt hul", rapporterer New Scientist.

Hvide huller er dybest set sorte huller i omvendt retning. Mens et sort hul har en begivenhedshorisont, der, hvis det krydses, repræsenterer et punkt uden tilbagevenden, har et hvidt hul også en horisont, der omvendt markerer det punkt, hvor der ikke kan være nogen tilgang. Et hvidt huls horisont er så frastødende, at ikke engang lys kan komme ind.

Desuden er sorte huller og hvide huller omvendte af hinanden i tide. Et hvidt hul er i det væsentlige et sort huls fremtid, og et sort hul er et hvidt huls fortid. De er de nøjagtige modsætninger af hinanden på næsten alle måder.

Vægt: Næsten enhver måde. Der er et lille problem med teorien om hvide huller: ingen har nogensinde set en før, hvilket er underligt, i betragtning af at de burde være blandt de mest lysende objekter i universet på grund af al den energi, der skyder ud af dem. Sorte huller er umulige at se, og alligevel ved vi nu, at universet vrimler med dem. Hvide huller skal derimod være lysfyr på nattehimlen. Og alligevel, nada.


Sorte huller er underlige, men hvide huller er fremmed

Vi har alle hørt om sorte huller. Dette er de berømte genstande i rummet, som ingen materie eller stråling kan undslippe. Tyngdekraften for disse objekter er så stor, at selv den hurtigste ting i vores univers, lys kan ikke undslippe den. På grund af dette er sorte huller de mørkeste objekter i vores kosmos. Sorte huller er resultatet af store, døende stjerner, der kollapser ind i sig selv. Al massen presses ind i en meget lille mængde plads. Mens stjernens kerne imploderer, kastes de ydre lag ud i rummet i form af en supernova: en smuk kosmisk eksplosion.

Supernovaer er også grunden til, at tungere elementer ses i vores verden. Uden supernovaer ville vi ikke eksistere. Du har sikkert hørt dette før, men ja, det er her ordsproget "vi er stjernestøv" kommer fra.

Sorte huller er dog vanskelige at finde. De kan ikke detekteres, fordi de "suger" alt det omgivende lys ind og derfor ikke udsender nogen påviselig stråling. I stedet for vil forskere se på virkningerne af det sorte huls stærke tyngdekraft på det omgivende rum.

En kunstners indtryk af en stor stjerne i nærheden af ​​et sort hul. Hvor stjernen betyder noget. [+] suges ind af det sorte hul. Teoretisk set er det omvendte af et sort hul et hvidt hul, der ikke har en begivenhedshorisont og i stedet ikke lader noget ind.

NASAs Goddard Space Flight Center / CI Lab

Hvide huller kan betragtes som omvendt af et sort hul: intet kan komme ind i dem. Hvis du var på en bane mod midten af ​​et hvidt hul, ville du gå i opløsning, før du nåede derhen af ​​de enorme mængder energi, der bryder ud fra det hvide hul. Hvide huller falder ud af lovene om generel relativitetsteori og er tidsomvendte versioner af et sort hul. I virkeligheden virker det ganske umuligt, at de eksisterer, da de lyder som genererende genstande. På dette tidspunkt er der ikke observeret hvide huller. Nogle forskere overvejer endda Big Bang at være et hvidt hul, men det er endnu ikke bevist.

En af hovedårsagerne til, at hvide huller ikke anses for at være reelle, er det faktum, at hvide huller mindsker entropi. Lovene om termodynamik fortæller os, at universets samlede entropi er stigende. Alligevel mindsker hvide huller entropi og ville derfor ikke passe ind i vores nuværende model af universet. Andre mener, at hvide huller måske er det manglende stykke af det mørke stofpuslespil. I øjeblikket er hvide huller dog bare matematiske monstre, der ikke er blevet materialiseret.

Jeg er en nysgerrig og ivrig fysiker, der i øjeblikket studerer til en MRes i fotonik ved Imperial College London, hvor jeg har afsluttet forskning på SLAC National Accelerator ...

Jeg er en nysgerrig og ivrig fysiker, der i øjeblikket studerer til en MRes i fotonik ved Imperial College London, hvor jeg har afsluttet forskning på SLAC National Accelerator Laboratory i Californien. Jeg elsker lasere med høj effekt, den type der kan sætte ild til ting, så mit forskningsarbejde fokuserer på at arbejde med mægtige lasere, som kan bruges til bedre partikelacceleratorer og billeddannelse. Jeg har en bachelor i fysik fra Imperial College London. Jeg er også en ivrig videnskabskommunikator og blogger, der har fanget fysikbuggen og gerne vil have, at andre også fanger den! Jeg blev udnævnt til UK Young Face of Fusion 2016 for EUROFusion, en Very Early Career Physics Communicator-finalist fra Institute of Physics og er forfatter til adskillige artikler for Catalyst Magazine og andre. Jeg lod verden høre min stemme på Science Mixtape på Soho Radio, hvor vi interviewer forskere om deres ekspertise og lærer mere om deres musikalske smag.


I den version, som oprindeligt blev foreslået af Pathria og Good, og studeret for nylig af blandt andre Nikodem Popławski, er det observerbare univers det indre af et sort hul, der eksisterer som et af muligvis mange i et større moderunivers eller multivers.

Generelt relativitetsteori er et hvidt hul et hypotetisk område i rumtiden, som ikke kan komme ind udefra, selvom stof og lys kan flygte fra det. I denne forstand er det omvendt af et sort hul, der kun kan indtastes udefra, og hvorfra materie og lys ikke kan undslippe.


Hvidt hul i rummet er den forsømte tvilling

Sorte huller er et meget almindeligt emne i nyhederne, men hvad med hvide huller? Længe før har begrebet hvide huller netop været en fantasi. Ideen om generel relativitet fødte ideen om det sorte hul. I nyere undersøgelser efterlader forskerne dog, om disse to ideer om rumtid kan være repræsentative for den samme mønt fra modsatte sider.

For en astronaut, der ser langt væk, ser et hvidt hul ud som et sort hul. Det drejer og har masse. Dens horisont er også omgivet af støv og gas, hvilket skaber det, der ligner en beskyttende boble, der adskiller objektet fra resten af ​​rummet. Men hvis besætningen holdt øje med det sorte hul, vil de bemærke, hvad der vil se ud som noget, der er umuligt at ske med et sort hul - en bug.

"Dette er det tidspunkt, hvor rumbesætningen kan sige, at det, de ser på, er et hvidt hul," sagde Carlo Rovelli, en berømt teoretisk fysiker fra Centre de Physique Theorique i Frankrig.

Fysiker ville beskrive det hvide hul som et sort hjem, men i omvendt tid. Hvis de havde en video af sorthullet spillet baglæns, ville det bedst beskrive, hvad der ville ske med et objekt, hvis det befandt sig inde i et hvidt hul. Det kan siges, at det hvide huls kugle er en grænse, hvor intet skal tillades. Intet rumfartøj, uanset hvor meget det forsøger at være i stand til at nå ud til regionen.

"På en eller anden måde kan ideen om dette være ret foruroligende. Intet, der sker udefra, vil nogensinde påvirke, hvad der sker inden for det hvide hul, da intet udefra kan komme ind," sagde James Bardeen. Han er professor emeritus ved University of Washington og pioner i studiet af sorte huls fænomen.

Det sorte hul er en af ​​de mest berømte singulariteter, der nogensinde er identificeret i rummet. Regionerne i det sorte hul er så indpakket, at der ikke findes nogen findes i det. Omverdenen kan påvirke det, der er inde i det sorte hul, men de indeni kunne ikke påvirke det ydre.

”Det tog forskere over hele verden omkring 40 år at forstå fænomenet sort hul, og det er først for nylig, at folk er begyndt at se på, hvad det hvide hul tilbyder,” sagde Rovelli. Mens teorien om generel relativitetsteori beskriver begrebet det hvide hul som en teori, har ingen faktisk set det i rummet. Selvom der dannedes store huller i rummet, ville de ikke hænge for længe. Noget andet stof i kredsløbet kan kollidere med det og få det til at kollapse.

”Et hvidt hul, der forventes at leve for længe, ​​er bare usandsynligt,” sagde Hal Haggard, en fysiker i Bard College i New York. "Idéen bag det hvide hul er muligvis ikke det, der forventes, men det er noget, der bare er for svært at ignorere."


1 Svar 1

Her er en kopi af et svar, jeg skrev for nogen tid siden til FAQ om fysik http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/universe.html

Er Big Bang et sort hul?

Dette spørgsmål kan gøres til flere mere specifikke spørgsmål med forskellige svar.

Hvorfor kollapsede universet ikke og dannede et sort hul i starten?

Nogle gange har folk svært ved at forstå, hvorfor Big Bang ikke er et sort hul. Tætheden af ​​stof i den første fraktion af et sekund var trods alt meget højere end den, der findes i nogen stjerne, og tæt materiale antages at kurve rumtid stærkt. Ved tilstrækkelig tæthed skal der være stof indeholdt i et område, der er mindre end Schwarzschild-radius for dets masse. Ikke desto mindre formår Big Bang at undgå at blive fanget inde i et sort hul af sin egen fremstilling, og paradoksalt nok er rummet nær singulariteten faktisk fladt snarere end at krumme tæt. Hvordan kan det være?

Det korte svar er, at Big Bang slipper væk med det, fordi det ekspanderer hurtigt nær begyndelsen, og ekspansionstakten bremser. Rummet kan være fladt, selv når rumtiden ikke er det. Rumtids krumning kan komme fra de tidsmæssige dele af rumtidstiden, der måler decelerationen af ​​universets ekspansion. Så den samlede krumning af rumtiden er relateret til materialets tæthed, men der er et bidrag til krumning fra ekspansionen såvel som fra enhver krumning af rummet. Schwarzschild-løsningen af ​​gravitationsligningerne er statisk og viser grænserne for en statisk sfærisk krop, før den skal kollapse til et sort hul. Schwarzschild-grænsen gælder ikke for hurtigt voksende stof.

Hvad skelnes der mellem Big Bang-modellen og et sort hul?

Standard Big Bang-modellerne er Friedmann-Robertson-Walker (FRW) -løsningerne af gravitationsfeltligningerne af generel relativitet. Disse kan beskrive åbne eller lukkede universer. Alle disse FRW universer har en unikhed i starten, som repræsenterer Big Bang. Sorte huller har også singulariteter. Desuden kan der i tilfælde af et lukket univers intet lys undslippe, hvilket kun er den almindelige definition af et sort hul. Så hvad er forskellen?

Den første klare forskel er, at Big Bang-singulariteten i FRW-modellerne ligger i fortiden for alle begivenheder i universet, mens singulariteten ved et sort hul ligger i fremtiden. Big Bang er derfor mere som et "hvidt hul": den tidsomvendte version af et sort hul. Ifølge klassisk generel relativitet bør hvide huller ikke eksistere, da de ikke kan oprettes af de samme (tidsomvendte) grunde til, at sorte huller ikke kan ødelægges. Men dette gælder muligvis ikke, hvis de altid har eksisteret.

Men standard FRW Big Bang-modellerne er også forskellige fra et hvidt hul. Et hvidt hul har en begivenhedshorisont, der er det modsatte af en begivenhedshorisont i sort hul. Intet kan passere ind i denne horisont, ligesom intet kan flygte fra en sort hulhorisont. Groft sagt er dette definitionen af ​​et hvidt hul. Bemærk, at det ville have været let at vise, at FRW-modellen er forskellig fra en standard sort- eller hvidhulsløsning såsom de statiske Schwarzschild-løsninger eller roterende Kerr-løsninger, men det er sværere at demonstrere forskellen fra en mere generel sort- eller hvidt hul. Den reelle forskel er, at FRW-modellerne ikke har den samme type begivenhedshorisont som et sort- eller hvidt hul. Uden for en begivenhedshorisont med hvidt hul er der verdenslinjer, der kan spores tilbage i fortiden på ubestemt tid uden nogensinde at møde det hvide huls singularitet, hvorimod i en FRW-kosmologi alle verdenslinjer stammer fra singulariteten.

Alligevel kunne Big Bang være et sort eller hvidt hul?

I det forrige svar var jeg forsigtig med kun at argumentere for, at standard FRW Big Bang-modellen adskiller sig fra et sort- eller hvidt hul. Det virkelige univers kan være forskelligt fra FRW-universet, så kan vi udelukke muligheden for, at det er et sort- eller hvidt hul? Jeg vil ikke gå ind i sådanne spørgsmål om, hvorvidt der faktisk var en singularitet, og jeg antager her, at generel relativitet er korrekt.

Det tidligere argument mod, at Big Bang er et sort hul, gælder stadig. Det sorte huls singularitet ligger altid på den fremtidige lyskegle, hvorimod astronomiske observationer tydeligt indikerer et varmt Big Bang i fortiden. Muligheden for, at Big Bang faktisk er et hvidt hul, forbliver.

Den største antagelse af FRW-kosmologierne er, at universet er homogent og isotropisk i store skalaer. Det vil sige, det ser det samme ud overalt og i alle retninger til enhver tid. Der er gode astronomiske beviser for, at fordelingen af ​​galakser er ret homogen og isotrop på skalaer, der er større end et par hundrede millioner lysår. Det høje niveau af isotropi af den kosmiske baggrundsstråling er stærkt understøttende bevis for homogenitet. Imidlertid er størrelsen på det observerbare univers begrænset af lysets hastighed og universets alder. Vi ser kun så langt som omkring ti til tyve tusind millioner lysår, hvilket er cirka 100 gange større end skalaerne, hvorpå strukturen ses i galaksefordelinger.

Homogenitet har altid været et debatteret emne. Selve universet kan godt være mange størrelsesordener større end det, vi kan observere, eller det kan endda være uendeligt. Astronom Martin Rees sammenligner vores synspunkt med at se ud til havet fra et skib midt i havet. Når vi kigger ud over de lokale forstyrrelser i bølgerne, ser vi et tilsyneladende endeløst og funktionelt havlandskab. Fra et skib vil horisonten kun være et par miles væk, og havet kan strække sig i hundreder af miles, før der er land. Når vi ser ud i rummet med vores største teleskoper, er vores udsyn også begrænset til en begrænset afstand. Uanset hvor glat det ser ud, kan vi ikke antage, at det fortsætter sådan ud over det, vi kan se. Så homogenitet er ikke sikker på skalaer, der er meget større end det observerbare univers. Vi kan argumentere for det af filosofiske grunde, men vi kan ikke bevise det.

I så fald må vi spørge, om der er en hvidhulsmodel til universet, der ville være lige så konsistent med observationer som FRW-modellerne. Nogle mennesker synes oprindeligt, at svaret skal være nej, fordi hvide huller (som sorte huller) producerer tidevandskræfter, der strækker sig og komprimerer i forskellige retninger. Derfor er de meget forskellige fra det, vi observerer. Dette er ikke afgørende, fordi det kun gælder for et sort huls rumtid i mangel af stof. Inde i en stjerne kan tidevandskræfterne være fraværende.

En hvidhulsmodel, der passer til kosmologiske observationer, skal være den omvendte tid for en stjerne, der kollapser for at danne et sort hul. Til en god tilnærmelse kunne vi ignorere tryk og behandle det som en sfærisk støvsky uden andre indre kræfter end tyngdekraften. Stjernekollaps er blevet undersøgt intensivt siden Snyder og Oppenheimers sædvanlige arbejde i 1939, og denne enkle sag forstås godt. Det er muligt at konstruere en nøjagtig model af stjernekollaps i fravær af tryk ved at lime en hvilken som helst FRW-opløsning sammen i den sfæriske stjerne og en Schwarzschild-løsning udenfor. Rumtid i stjernen forbliver homogen og isotrop under sammenbruddet.

Det følger heraf, at tidsvending af denne model for en kollapsende støvkugle ikke kan skelnes fra FRW-modellerne, hvis støvkuglen er større end det observerbare univers. Med andre ord kan vi ikke udelukke muligheden for, at universet er et meget stort hvidt hul. Kun ved at vente mange milliarder år, indtil kuglens kant kommer til syne, kunne vi vide det.

Det må indrømmes, at hvis vi slipper antagelserne om homogenitet og isotropi, så er der mange andre mulige kosmologiske modeller, herunder mange med ikke-trivielle topologier. Dette gør det vanskeligt at udlede noget konkret fra sådanne teorier. Men dette har ikke stoppet nogle modige og fantasifulde kosmologer til at tænke over dem. En af de mest spændende muligheder blev overvejet af C. Hellaby i 1987, som forestillede sig, at universet blev skabt som en streng af perler af isolerede, mens huller, der eksploderer uafhængigt og smelter sammen i et univers på et bestemt tidspunkt. Dette er alt beskrevet af en enkelt nøjagtig løsning af generel relativitet.

Der er et sidste twist i svaret på dette spørgsmål. Det er blevet foreslået af Stephen Hawking, at når der er taget højde for kvanteeffekter, er forskellen mellem sorte huller og hvide huller muligvis ikke så klar, som den først ser ud til. Dette skyldes "Hawking-stråling", en mekanisme, hvormed sorte huller kan miste stof. (Se relativitetsteori-artiklen om Hawking-stråling.) Et sort hul i termisk ligevægt med omgivende stråling skal muligvis være tidssymmetrisk, i hvilket tilfælde det ville være det samme som et hvidt hul. Denne idé er kontroversiel, men hvis den er sand, ville det betyde, at universet kunne være både et hvidt hul og et sort hul på samme tid. Måske er sandheden endnu mere fremmed. Med andre ord, hvem ved det?


Svar og svar

Som science fiction-læser vil jeg sige, at der er et observerbart hvidt hul på 13,5 milliarder lysårs afstand. Efterhånden som vi ser, er materialets output fra det hvide hul rødskiftet til CMB-temperaturer. Det betyder, at vi er inde i det hvide hul. Alternativt kan man sige, at vi ser produktionen af ​​en ny hvid helhed tættere på, men tilsvarende svagere. Men vi bliver stadig nødt til at være inde i det hvide hul.

Hvorfor ser vi ikke hvide huller udefra? Kan vi? Hvis et hvidt hul svarer til en skabelsesbegivenhed, vil det udvide sig med lysets hastighed, ligesom vores univers udvider sig med lysets hastighed. Et hvidt hul skal afvise tyngdekraften, så vi ser nærliggende stjerner som forvrængede med en negativ linse. Hvis det hvide hul udvider sig, rammer det dig, før du ser det komme. Jeg tror ikke, at vores univers kunne spille med det slag.

Hvis det ekspanderende hvide hul ikke interagerede med hele universet, ville vi ikke have nogen måde at opdage det intet instrument til at måle det.

En god ting ved science fiction er, at du får lavet din egen fysik. :-) :-)

Den nuværende situation er, at ingen har fundet ud af, hvordan man laver det, som du beskrev, men ingen har bevist, at du ikke kan gøre det inden for reglerne om generel relativitet, og vi ved, at GR er ufuldstændig.

Hvis du vil have nogle ideer til historier, google til Leo Smolin og & quotcosmological naturlig udvælgelse. & Quot Se også Krasnikov tube.


Hvide huller

Måske er hvide huller dannet af supertætte lommer med mørk energi.

Jeg havde lignende (spekulative) tanker. Sorte huller foreslås undertiden at være 5D-objekter. Det muliggør en krumning og lukning i kosmologisk skala af 4D rumtid i 5. dimension. En observatør skal så se den samme effekt af den krumning i den fjerne afstand af universet som han gør i nærheden af ​​et sort hul, dvs. objekter i den fjerne afstand af universet skal vise rød forskydning udelukkende som et resultat af rum-tidens krumning i 5D.

Nu kunne vi spekulere i, at universets & quotedge & quot faktisk er & quotinside & quot af alle sorte huller sammen og dermed lukker cirklen i 5D. Hvad vi ser er bare den anden side af Schwarzschild-radius. Det betyder, at uanset hvad der falder i et sort hul, straks vises igen ved universets & quotedge & quot. Det antyder, at kanten af ​​universet faktisk er et gigantisk & quothvidt hul & quot og derfor bør udstråle energi (kosmisk baggrundsstråling?).

I den euklidiske relativitet er 4-hastigheden af ​​alle objekter altid [itex] c [/ itex]. Det fungerer også i 5D, hvis du antager en rotation af 5-hastighedsvektoren mod aksen på [itex] x_5 [/ itex], når en genstand falder i et sort hul. Ved universets & quotedge & quot, hvor objektet dukker op igen, begynder denne hastighed at dreje tilbage igen. Se den vedhæftede GIF-fil, der viser stien til rotation med 5 hastigheder (det er faktisk en animeret GIF, men det vises ikke i dette forum. Du kan også finde den http://www.rfjvanlinden171.freeler.nl/idea/ blackhole.gif).
Individuelle hastighedskomponenter til det faldende objekt er koordinathastigheden i det 3-dimensionelle rum:
[itex] V (r) = <1-2MG / (rc ^ 2) > sqrt <2MG / r> [/ itex],
hastigheden i tidsdimensionen [itex] x_4 [/ itex]:
[itex] T = c sqrt <1-2GM / (rc ^ 2)> [/ itex]
og hastigheden i [itex] x_5 [/ itex]:
[itex] V_5 = sqrt[/ itex].

Jeg har aldrig kontrolleret den resterende matematik af denne idé fuldstændigt (og føler heller ikke meget i stand til det), så tag det ikke for seriøst.


Når to galakser kolliderer, rammer de supermassive sorte huller i deres centre ikke front mod hinanden, men skyder forbi hinanden på hyperbolske baner, hvis en eller anden mekanisme ikke bringer dem sammen. Den vigtigste mekanisme er dynamisk friktion, som overfører kinetisk energi fra de sorte huller til nærliggende stof.

Rumtid er en matematisk model, der forbinder rum og tid til en enkelt idé kaldet et kontinuum. Dette firedimensionelle kontinuum er kendt som Minkowski-rummet. Dette skyldes, at den observerede hastighed, hvormed tiden går, afhænger af en genstands hastighed i forhold til observatøren.


Hvide huller og ormehuller

Schwarzschild-metricen tillader negativ kvadratrod såvel som positive kvadratrodløsninger til geometrien.

Den komplette Schwarzschild-geometri består af et sort hul, et hvidt hul og to universer forbundet ved et ormehul ved deres horisont.

Den negative kvadratrodsopløsning inde i horisonten repræsenterer et hvidt hul. Et hvidt hul er et sort hul, der løber baglæns i tiden. Ligesom sorte huller sluger tingene uigenkaldeligt, så spytter de hvide huller dem ud. Hvide huller kan ikke eksistere, da de overtræder termodynamikens anden lov.

Generel relativitet er tidssymmetrisk. Den kender ikke til den anden lov om termodynamik, og den ved ikke, hvilken vej årsag og virkning går. Men det gør vi.

Schwarzschild ormehuller findes bestemt som nøjagtige løsninger på Einstein & rsquos ligninger.

Kruskal-Szekeres koordinatsystem er arrangeret således, at verdenslinjerne for radialt faldende (gul) og udgående (okker) lysstråler ligger ved (45 ^ circ ).

Det hvide hul er regionen i bunden af ​​diagrammet, afgrænset af de to røde antihorizoner. Det sorte hul er regionen øverst på diagrammet afgrænset af de to lyserøde horisonter. Både hvide og sorte huller har singulariteter i deres centre, cyanlinjerne. Regionerne til venstre og lige uden for horisonten er de to universer. De to universer er forbundet med et ormehul, området for rumtid mellem det hvide hul og sorte huls singulariteter.

Indlejringsdiagrammet for Schwarzschild ormehul illustreret øverst på siden ser ud til at vise et statisk ormehul. Dette er imidlertid en illusion af Schwarzschild-koordinatsystemet, der er dårligt opført i horisonten.

Kruskals rumtidsdiagram afslører, at Schwarzschild ormehul i virkeligheden er dynamisk og ustabilt. Den enorme tyngdekraft får ormehullet til at forlænge sig langs længden og krympe omkring midten. Se to hvide huller smelte sammen, dann et ormehul, og falde derefter fra hinanden i to sorte huller (52K GIF-film) eller samme film, dobbelt i størrelsen på skærmen (samme 52K GIF).

De gule pile angiver retningens retning. En person (eller signal) kan kun passere gennem en horisont i pilens retning, ikke den anden vej.

Desværre er det umuligt for en rejsende at passere ormehullet fra det ene univers til det andet. En rejsende kan kun passere gennem en horisont i en retning, angivet med de gule pile. Først skal den rejsende vente, indtil de to hvide huller er slået sammen, og deres horisonter mødes. Den rejsende kan derefter komme ind gennem en horisont. Men når han er kommet ind, kan den rejsende ikke gå ud, hverken gennem den horisont eller gennem horisonten på den anden side. Skæbnen for den rejsende, der vover sig ind, er at dø ved den singularitet, der dannes fra ormehullets sammenbrud.

Den rejsende kan dog se lyssignaler fra det andet univers.

Antag, på trods af indvendingerne, at vores univers var knyttet til et andet univers gennem et Schwarzschild ormehul. Hvad ville vi se?

Her er et glimt gennem ormehullet på det andet univers, synligt gennem Schwarzschild-overfladen, der stadig er foran og under os. Vi er ved (0.35 ) Schwarzschild radier fra den centrale singularitet. Sammenlign dette med den normale visning. For enkelheds skyld har jeg antaget, at det andet univers indeholder stjerner nøjagtigt som vores, så det & rsquos lidt som at se gennem et forvrænget spejl.

Først efter at vi er faldet gennem det sorte huls horisont, er vi i stand til at se det andet univers gennem ormehullets hals. Vi er aldrig i stand til at komme ind i det andet univers, og straffen for at se det er døden ved singulariteten.

Det ville være dårligt at forsøge dette fatale eksperiment i håb om at se et andet univers. Som det ses i det næste afsnit, når en realistisk stjerne kollapser for at danne et sort hul, producerer den ikke et ormehul.

Fald i et ormehul (185K GIF-film). Denne film er den samme som Falling to the singularity of the black hole film, men nu med et andet univers, synligt men uopnåeligt, på den anden side af horisonten.

I princippet kunne et ormehul stabiliseres ved at trække halsen med & lsquoexotic stof & rsquo. I det stabile ormehul til venstre danner det eksotiske stof en tynd sfærisk skal (som vises i diagrammet som en cirkel, da indlejringsdiagrammet er en 2-dimensionel repræsentation af ormhullets 3-dimensionelle rumlige geometri).

Skallen af ​​eksotisk stof har negativ masse og positivt overfladetryk. Den negative masse sikrer, at ormehulets hals ligger uden for horisonten, så rejsende kan passere gennem den, mens det positive overfladetryk forhindrer ormehullet i at falde sammen.

I generel relativitet er man fri til at specificere hvilken geometri man er interesseret i at forestille sig for rumtid, men så specificerer Einstein & rsquos-ligninger, hvad energi-momentumindholdet i stof i den rumtid skal være for at producere den geometri. Generelt kræver ormehuller negativ masse af eksotisk stof i halsen for at være gennemtrængelig.

Mens forestillingen om negativ masse bestemt er bizar, er vakuumudsvingene nær et sort hul eksotiske, så eksotisk stof er måske ikke helt umuligt.


Se videoen: Hvad er et sort hul? (Oktober 2022).