|
Черные дыры можно вырезать и склеить
|
|
|
|
Фарук Рахаман (математик из Университета Джадавпура) и Арья Датта (аспирантка из Университета Ешивы) объединились, чтобы провести математические расчеты червоточин. Большая часть научной фантастики не могла бы существовать без этих трубок, проходящих сквозь пространство, которые, если быть точным, мы еще не нашли нигде во Вселенной. Но ученые десятилетиями подчеркивали, что их существование возможно, и что червоточины не нарушают автоматически физику в том виде, в каком мы ее знаем.
|
|
|
|
В этой статье, которая, как сообщил Университет Ешивы, была принята к публикации в Международном журнале геометрических методов в современной физике, Датта и Рахаман предлагают один физический сценарий, в соответствии с которым может возникнуть червоточина. Геометрия необходима для понимания существующих теорий ученых или разговоров о червоточинах, и если вы разбираетесь в математике или физике, вы, возможно, уже знаете об одной из версий конкретной геометрической идеи, которая находится в центре внимания этой статьи. Она называется “бутылка Кляйна” — это знаковое воплощение идеи четырехмерной формы, которая, по-видимому, имеет “горлышко”, проходящее сквозь "тело" бутылки.
|
|
|
|
Червоточина в природе (для избранных значений слова “природа”, конечно) может быть такой же многомерной формой, которая ведет себя иначе, когда ограничена нашим восприятием трех ничтожных измерений. Но, как объясняют Датта и Рахаман, экзотическая геометрия не всегда означает бутылку Кляйна. В этом исследовании дуэт вместо этого подготовил специальный карман Вселенной, чтобы создать настоящую червоточину, соединяющую две, казалось бы, отдаленные точки. Для этого они использовали математическую версию коллажа. Как поясняется в их аннотации:
|
|
|
|
|
|
|
Поле Калба–Рамонда - это фоновое тензорное поле, которое возникает в теории струн и нарушает локальную лоренцеву симметрию пространства-времени при получении математического ожидания вакуума (VEV). Неминимальная связь между ВЭВ Калба-Рамона и тензором Риччи может привести к модифицированному решению проблемы черных дыр. Рассматривая две копии таких черных дыр, мы построим червоточину с тонкой оболочкой, используя метод ‘вырезания и вставки’.
|
|
|
|
Давайте разберем эти термины. Поле Калба-Рамона, VEV и тензор Риччи относятся к так называемым тензорным полям, которые представляют собой математические структуры, в которых область пространства (реальная или воображаемая) разделена на сетку, и каждой точке в этой сетке присваивается различное значение. Сетка может быть бесконечно большой, точно так же, как производная или интеграл в математическом анализе охватывают бесконечное число отдельных сегментов наклона или срезов.
|
|
|
|
В этом случае Датта и Рахаман создали тензорное поле, в котором симметрия Лоренца неприменима, а это означает, что объекты внутри поля могут двигаться иначе, чем в нашей наблюдаемой Вселенной. Это может быть связано с экзотической материей, объяснил Датта в заявлении университета Ешивы, которая может быть похожа на темную материю или темную энергию, а не на ту материю, которую мы видим в нашей Вселенной. “Чтобы построить червоточину, вам нужен очень необычный вид материи с отрицательной плотностью энергии”, - сказал он. Расчетное значение вакуума (VEV) показывает, как эта экзотическая материя ведет себя в космическом вакууме.
|
|
|
|
Как только специальное поле будет создано (математически), ученые смогут вырезать две черные дыры и склеить их вместе. (Это важный инструмент, например, в области математики, называемой топологией). Экзотическая материя, объяснил Датта, находится в месте соединения двух черных дыр.
|
|
|
|
Два математика обнаружили, что это создает определенный диапазон стабильности для червоточины, который варьируется в зависимости от размера “горла” этой червоточины, а также значений некоторых других параметров, которые все еще остаются в значительной степени гипотетическими. Червоточина, по общему признанию, нестабильна при обычном наборе значений, которые ученые используют в подобных моделях, но эти математики утверждают, что их червоточина могла бы быть стабильной, если бы эти значения были либо слегка изменены, либо переосмыслены. Многие части этой модели все еще являются теоретическими, поэтому не будет преувеличением сказать, что нам, возможно, потребуется пересмотреть некоторые из этих значений.
|
|
|
|
В своем заявлении Университет Ешивы заявил, что ценность работы Датты и Рахамана заключается в объединении двух частей математики, которые ранее не соприкасались — подобно черной дыре, которая была вырезана из своего поля Кальба-Рамонда и приклеена к другой черной дыре с помощью экзотической материи.
|
|
|
|
Источник
|
