블랙홀은 다른 우주에 어떻게 문을 열어 주는가?

저는 일반 상대성 이론에 대한 MIT OpenCourseWare 강의를보고 있습니다. 첫 번째 강의가 끝나지 않아서 교수는 Kerr Black Hole 솔루션이 우주 사이를 여행 할 수 있다고 말했습니다. 어떻게 알 수 있습니까? 이 결론은 어떻게 도출되고 나오는가?

GTR의 Kerr 블랙홀 솔루션을 사용하면 유니버스 간을 이동할 수 있습니다. 그러나 이것이 실제로 어떤 종류의 블랙홀로 뛰어 들어 다른 우주로 갈 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다.

이 수수께끼에 대한 해결책에 동기를 부여하기 위해, 아주 쉽게 시작합시다. 손에 공을 가지고 땅에 서서 약간의 초기 속도로 던진다 고 가정하십시오. 단순화를 위해 균일 한 중력을 제외한 모든 것을 무시합시다. 그러면 수학은 공이 포물선 호를 따르며 공이 언제 그리고 어디서 땅에 닿을지를 알려줍니다. 그리고 결과 방정식을 문자 그대로 사용하면 공이 땅에 두 번 닿 습니다. 미래에 한 번, 과거에 한 번. 그러나 당신은 과거의 해결책이 옳지 않다는 것을 알고 있습니다. 실제로 과거의 포물선을 계속하지는 못했습니다.

예를 들어 Schwarzschild 블랙홀에 대해 도덕적으로 비슷한 종류의 일이 발생합니다. 일반적인 Schwarzschild 좌표에서 보면 수평선에 문제가 있습니다. 그러면 수학은 문제가 좌표 차트에만 있고 블랙홀의 내부 영역이 실제로 다른 좌표로 분명해 짐을 알려줍니다. 그리고 만약 당신이 이것을 일반적으로 충분히하면, 그것은 그것보다 더 많은 것을 말해 줄 것 입니다 : 역 수평선과 그것의 외부 영역, 또 다른 우주를 가진 화이트 홀이 있습니다. 이 "완전히 확장 된"Schwarzschild 시공간은이 다른 우주가 "아인슈타인-로센 다리"를 통해 우리 우주와 연결되어 "핀치 오프"되어 별도의 검은 색과 흰색 구멍을 생성합니다.

물론, 그것은 또한 수학적 이상화의 인공물이기도합니다. 실제 블랙홀은 과거와 미래에 무한히 확장되지 않습니다. 그것은 실제로 별의 붕괴로 만들어졌습니다. (그리고 "브릿지"는 어쨌든 통과 할 수 없으며, 시도하면 특이점에서 파괴 될 것입니다.)

마지막으로 Kerr 솔루션에서는 Schwarzschild 사례와 달리 공식적으로 특이성을 피할 수 있기 때문에 조금 더 좋습니다. 그러나 여전히 물리적으로 불합리합니다. 실제 블랙홀이 영원하지 않다는 사실 외에도 Kerr 솔루션의 내부는 모든 문제에 대해 불안정하여 솔루션을 완전히 다른 것으로 혼란시킵니다. 따라서 물리적으로 의미있는 것으로 간주 할 수 없습니다. 그럼에도 불구하고, Kerr 시공간 전체가 다른 우주로가는 길을 포함하고있는 것은 사실입니다.

구조의 세부 사항에 관심이 있다면 블랙홀 솔루션의 펜로즈 다이어그램 을 볼 수 있습니다.

"허용"은 "필요하게 원인"을 의미하지 않습니다.

교수가 암시 한 것은 여러 우주가 존재하고 다리가 통과 가능한 경우 우주 사이의 다리에서 기대하는 것과 같이 수학적 관점에서 솔루션이 보인다는 것입니다.

그것이 전부입니다. 다리처럼 보이는 수학적 솔루션. 그러나 실험적으로 검증 된 적이 있습니까? 아닙니다. 다른 우주가 존재한다는 증거가 있습니까? 아니.

우리는 모든 의도와 목적을 위해 문처럼 보이는 것을 묘사하는 수학을 가지고 있습니다. 그러나이 방과 다른 방을 분리하는 문입니까, 아니면 영화 코미디처럼 단단한 벽돌 벽에 내장 된 가짜 문입니까? 우리는 모른다. 문이 전혀 열리지 않습니까? 우리는 모른다. 실제로 아직 그런 문을 본 사람이 있습니까? 아니.

그렇다고 교수가 틀렸다는 의미는 아닙니다. 이것은 단지이 시점에서 단지 가설이라는 것을 의미합니다. 현실이 현실과 일치하는지 아닌지는 아직 모른다.