Jump to content
  • entries
    13
  • comments
    16
  • views
    2689

oleks24f

715 views

Tunele Czasoprzestrzenne- hipotetyczna właściwość czasoprzestrzeni opisanej daną metryką (Schwarchilda. Kerra), będącą w istocie rodzajem toplogicznego skrótu pomiędzy dwoma punktami jednego wszechświata (wewnętrzne) lub dwa wszechświaty (zewnętrzne).

Historia pojęcia:

Według Colemana i Korte pomysł tunelu czasoprzestrzennego został wprowadzony w 1921 roku przez Hermanna Weyla podczas jego badań nad masą w polu elektromagnetycznym.

Jedna z pierwszych prac wskazująca na możliwość istnienia tuneli pod kątem teorii względności to opublikowany w 1935 roku most Einsteina-Rosena. Albert Einstein i Nathan Rosen wspólnie odkryli, że połączenie modelu czarnej dziury z modelem tzw. białej dziury, prowadzi do powstania rodzaju tunelu w czasoprzestrzeni. Jako że był to jedyny znany tunel, jego nazwa przez długi czas określała wszystkie tunele. Wiele wkładu nad badaniami tuneli włożyli amerykańscy fizycy John Wheeler i Robert Fuller w latach 60., którzy udowodnili m.in., że mosty Einsteina-Rosena są niestabilne i zapadłyby się same w sobie, zanim cokolwiek mogłoby je przemierzyć. Angielska nazwa tuneli Wormhole (dziurka robaka) została wprowadzona w 1957 roku przez Johna Wheelera, jako analogia do robaczka na powierzchni jabłka, który drąży sobie dziurkę, by przedostać się na drugą stronę. Bardziej praktyczny termin spacetime shortcut (skrót czasoprzestrzenny) został zaproponowany przez Sergieja Krasnikova dla tuneli umożliwiających przesyłanie materii i energii.

Rodzaje tuneli czasoprzestrzennych

1. Rodzaj połączenia:

1.1. wewnętrzne- tak jak wyżej już wspomniałem łączą one ze sobą dwa odległe miejsca tego samego kosmosu. Będąc rodzajem skrótu umożliwiały by podróż pomiędzy gwiazdami szybciej od światła. Ich budowa (z wykorzystaniem egoztycznej materii o ujemnej masy do ich ustabilizowania) przyśpieszyła by kolonizacje innych układów. W niektórych spekulatywnych teoriach umożliwiały by też podróż w czasie, z punktu widzenia Teorii Względności i Kosmologii podróż taka też była by i tak podróżowaniem w czasie. Którego upływ zależny jest jak wiemy od masy i jej rozkładu w takim układzie opisanego tensorem energii- pędu (t. napięć - naprężeń).

1.2. zewnętrzne- stanowiące rodzaj mostu (most einsteina-rosena), pomiędzy co najmniej dwoma wszechświatami. Jest jak to wskazuje powyższy tekst najstarsza koncepcja czegoś takiego jak tunel czasoprzestrzenny będący matematycznym połączeniem dwóch modeli fizycznych- czyli renormalizacją. Łączony jest tu jeden wszechświat zawierający czarną dziurę z własnym horyzontem zdarzeń z drugim zawierającym tak zwaną białą dziurę wyrzucającą materię wraz z informacją w tym drugim kosmosie. Renormalizacje taką wykorzystuje się w wielu teoriach, najczęściej łączonym ze sobą modelami są: schwarchilda w naszym wszechświecie z logarytmicznie ekspandującym wszechświatem de Sittera- jedna z alternatywnych teorii, w taki właśnie sposób opisuje wielki wybuch, i powstanie naszego kosmosu z materii jakiegoś innego wcześniejszego. Inny rodzaj połączenia to model Kerra, opisujący rotującą czarną dziurę łączącą się poprzez superprzestrzeń (=hiperprzestrzeń) w rozumieniu Wheelera z białymi dziurami w innych wszechświatach w hipotetycznym multiwersum. Tak dla wyjaśnienia renormalizacja to matematyczne łączenie dwóch modeli w jeden nowy za pośrednictwem działania tak zwanej półgrupy P (grupoid) na teorię fizyczną opisaną zbiorem parametrów M: {m1,m2,m3,m4....mi}, w wyniku czego dostajemy nową teorię opisaną parametrami M':{m'1,m'2,m'3,m'4.....m'i}. Operacja taka spełnia następujące heurystycznie przedstawione przez ze mnie równanie: MP=M'.

2. Model obliczeniowy i właściwości:

2.1. Lorenzowskie- postulowane przez teorię grawitacji czyli OTW. Ich podklasą są tunele przenikalne dla energii i informacji lub jednej z nich. Ich przykładem jest tunel Morrisa-Thorne'a, który jest zmodyfikowaną odmianą mostu ustabilizowaną egzotyczną materią o ujemnej masie,

2.2. Euklidesowe- rozważane w fizyce cząsteczek, ich przykładem może być tak zwany mikroskopijny tunel czasoprzestrzenny,

2.3. Nieprzenikalne- nie można przesłać przez nie informacji czy materii. Z definicji należy do nich Most Einsteina-Rosena. Jako ciekawostkę dodam , że Susskind i Maldacena założyli, że splątanie kwantowe pomiędzy dwoma cząstkami czy układami kwantowymi może być spowodowane istnieniem pomiędzy nimi właśnie takiego mostu (Susskind & Maldacena 2013).

Właściwości tuneli:

Postuluje się, że wejście do takiego tunelu będzie otoczone horyzontem zdarzeń, stąd często jak wyżej już to opisałem za wejścia do nich brane są czarne dziury. Z punktu widzenia mechaniki kwantowej, a zwłaszcza jej najstarszej Kopenhaskiej interpretacji opartej o statystkę i rachunek prawdopodobieństwa rozkład takich tworów w przestrzeni będzie podlegał kwantowemu rozmyciu. Zamiast mówić o pewnym istnieniu tunelu w takim a nie innym miejscu należało raczej mówić o prawdopodobieństwie istotycznym statystycznie (p<0,01) znalezienia się takiego tunelu w spodziewanym przez nas miejscu. Tunele takie więc podlegają funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa.

Niektórzy kosmologowie (Barrow 1999) spekulują nad sposobem rozkładu tuneli i ich dozwolonych połączeń pomiędzy nimi, wyróźnia się tu dwa podejścia do tematu:

1. Spełnienie modelu rozrzedzonych tuneli, połaczenia pomiędzy nimi są rzadkie i nieliczne. Tunele łączą tylko po jak najkrótszej drodze dwie gładkie obszary przestrzeni. Wyraźnie zaznaczona jest korospondencja z modelem gazu doskonałego,

2. Nie spełnianie modelu rozrzedzonych tuneli, połączenia są liczniejsze i o wiele bardziej rozbudowane, mogą łączyć się wielokrotnie ze sobą i rozdzielać na kilka odnóg zanim połączą dwa dowolne obszary.

Bibliografia:
1. J. D. Barrow: (1999), Początek Wszechświata, Świat Książki, Warszawa, 
2. Maldacena J., Susskind L. Cool horizons for entangled black holes arxiv:1306.0533, 
3. https://pl.wikipedia.org/wiki/Tunel_czasoprzestrzenny
4. http://www.infra.org.pl/nauka/wszechwia ... zechwiatem

oraz wiedza własna + własne przemyślenia

0 Comments


Recommended Comments

There are no comments to display.

Guest
Add a comment...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.