Заряженная черная дыра: Charged Black Holes: The Reissner-Nordström Geometry

Содержание

В заряженных черных дырах могут существовать вселенные

Астрофизики показали, что в заряженных черных дырах теоретически могут существовать экзотические фрактальные объекты и множество других странных вещей.

Теги:

Вселенная

Черная дыра

Астрофизика

Чёрные дыры

Туманность

Pixabay

Если пересечь горизонт событий обычных черных дыр, вас расплющит. Но если пройти сквозь заряженную черную дыру в антидеситтеровском пространстве, вас могут ждать вложенные друг в друга бесконечно повторяющиеся пространства.

Существует множество гипотетических черных дыр — с электрическим зарядом или без него, вращающиеся или неподвижные, окруженные материей или плавающие в пустом пространстве. Некоторые из этих гипотетических черных дыр наверняка существуют в нашей Вселенной. Например, вращающаяся черная дыра, окруженная падающей материей — довольно распространенный тип этих объектов.

Но некоторые другие виды черных дыр являются чисто теоретическими. Описать их поведение и свойства можно, полагаясь только на математические методы. Одним из таких объектов является электрически заряженная черная дыра, окруженная антидеситтеровским пространством. Этот вид пространства имеет постоянную отрицательную геометрическую кривизну и похож по форме на седло.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Такого пространства в нашей Вселенной не существует, но его существование в теории открывает множество интересных эффектов, которые можно исследовать. Одна из причин, по которой это стоит исследовать, заключается в том, что заряженные черные дыры имеют много общего с вращающимися черными дырами, существующими в нашей Вселенной.

Авторы нового исследования обнаружили, что когда такие черные дыры становятся относительно холодными, они создают «туман» из квантовых полей вокруг своей поверхности. На поверхности объекта этот туман поддерживает гравитация черной дыры, но выталкивает наружу электрическое поле.

В результате в таком тумане формируется сверхпроводящая среда. У таких черных дыр помимо обычного горизонта событий есть еще и внутренний горизонт. Благодаря этому в заряженные черные дыры можно проникнуть и не разорваться на атомы.

Ученые показали, что по ту сторону заряженной черной дыры вас могут ждать загадочные эффекты. Исследователи обнаружили, что самые внутренние области сверхпроводящей черной дыры могут представлять собой расширяющуюся Вселенную — место, где пространство может растягиваться и деформироваться с разной скоростью в разных направлениях.

Более того, в зависимости от температуры черной дыры, в некоторых из этих областей пространства может произойти новый виток колебаний, который затем создаст еще один участок расширяющегося пространства, который вызовет новый виток колебаний, который затем создаст новый участок расширяющегося пространства, и так далее до бесконечности. Это будет фрактальная мини-Вселенная, бесконечно повторяющаяся с уменьшением размеров.

Невозможно представить зрелище, которое предстанет перед вами, если удастся пересечь такой ландшафт, но это, несомненно, будет завораживающе.

Немецкие астрофизики обнаружили, что внутренний горизонт черной дыры может быть заряжен как положительно, так и отрицательно

Черные дыры — интригующие космические области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не в силах даже кванты самого света. Ученые из Лейпцигского университета недавно провели исследование, в котором предсказали увеличение заряда черной дыры из-за внутренних квантовых токов. Результаты их анализа опубликованы в Physical Review Letters.

Курс

QA MANUAL

Курс для тих, хто бажає стати професійним тестувальником. Тестуй, ломай та заробляй на цьому гроші!

Дізнатися про програму

Согласно общей теории относительности, если черная дыра электрически заряжена, то ее внутренняя часть напоминает свойствами горизонт событий Своеобразная сферическая граница, на которой достигается баланс между силой гравитационного поля и усилиями света, пытающегося покинуть черную дыру.

Если пересечь горизонт событий, то вырваться оттуда уже невозможно.

«Если черная дыра электрически заряжена или вращается, ее внутренняя часть имеет интересную особенность: внутри черной дыры есть поверхность со свойствами, напоминающими свойства горизонта событий (т. е. внешнего края) черной дыры. Поэтому она называется внутренним горизонтом», — пояснила Кристиана Кляйн, одна из соавторов исследования.

Работа ученых предполагает, что на внутреннем горизонте заряженной черной дыры квантовый заряженный ток может быть положительным или отрицательным. Все потому, что вблизи сингулярности квантовые эффекты преобладают над ньютоновской физикой, но ведут себя иначе, чем в обычных условиях.

Согласно теории, внутренняя поверхность является границей, при пересечении которой нарушается детерминизм — невозможно предсказать свойства пространства-времени на основе знания о состоянии Вселенной в какой-то момент в прошлом, который физики называют «исходными данными». Эта способность предсказывать пространство-время известна как детерминизм. Иными словами, путешествие наблюдателя, пересекающего внутренний горизонт, больше не будет определяться начальными данными.

Британский физик и математик Роджер Пенроуз предсказал, что на самом деле вблизи внутреннего горизонта пространство-время искривляется настолько сильно, что любой наблюдатель будет уничтожен при приближении, превращая внутренний горизонт в сингулярность.

«Эта идея называется гипотезой «сильной космической цензуры». В литературе изучались различные виды черных дыр с внутренними горизонтами и различными возмущениями исходных данных, чтобы проверить эту гипотезу и определить силу сингулярности на внутреннем горизонте», — отметили ученые.

Новые исследования показали, что в заряженных черных дырах расширяющейся Вселенной сингулярность может быть достаточно слабой для того, чтобы ее можно было пересечь.

Курс

BLOCKCHAIN DEVELOPER

Опануєте технології роботи перспективного напрямку блокчейну, отримаєте навички розробки на мовах JavaScript і Solidity.

Дізнатись про програму навчання

«Оказалось, что достаточно близко к внутреннему горизонту квантовые эффекты доминируют над классическими эффектами и достаточно сильны, чтобы превратить внутренний горизонт в сильную сингулярность», — отметила Кляйн.

Поскольку электрически заряженная черная дыра может образоваться только из электрически заряженного вещества, Кляйн и ее коллеги решили специально изучить электрически заряженную квантовую материю. Одним из основных наблюдаемых признаков этого типа материи является производимый ею электрический ток. Поэтому исследователи попытались определить, как этот ток будет вести себя вблизи внутреннего горизонта черной дыры.

«В предыдущих исследованиях утверждалось, что такие токи в основном связаны с самопроизвольным созданием противоположно заряженных частиц внутри черной дыры, которые затем ускоряются в противоположных направлениях. Это привело бы к разрядке области черной дыры за внутренним горизонтом», — заявила Кляйн.

В своей недавней работе исследователи рассмотрели пространство-время, описывающее расширяющуюся Вселенную с заряженной черной дырой внутри. Команда обнаружила, что доминирующий вклад в электрический ток, порождаемый квантовыми эффектами на внутреннем горизонте может быть как положительным, так и отрицательным (в зависимости от параметров пространства-времени и квантового поля).

При параметрах очень близких к максимально допустимому заряду черной дыры, ток всегда стремится уменьшить заряд внутреннего горизонта. В то же время, квантовые эффекты могут вести себя иначе вблизи внутреннего горизонта черной дыры, чем на горизонте событий, где, как ожидается, они уменьшат заряд.

заряженных черных дыр: геометрия Рейсснера-Нордстрема

заряженная черная дыра: геометрия Рейсснера-Нордстрема

Вернуться к Свернуть в черную дыру

Переслать Экстремальная геометрия Рейснера-Нордстрема

Домашняя страница Эндрю Гамильтона

Другие ссылки на теорию относительности и черную дыру

Геометрия Рейснера-Нордстрема

Геометрия Рейсснера-Нордстрема описывает геометрию пустого пространство вокруг заряженной черной дыры.

Если заряд черной дыры меньше ее массы (измеряется в геометрических единицах \(G = c = 1\)), то геометрия содержит два горизонта, внешний горизонт и внутренний горизонт. Между двумя горизонтами пространство подобно водопаду, падает быстрее скорости света, таскать с собой все. Вверх и вниз по течению от водопада, пространство движется медленнее скорости света, и преобладает относительное спокойствие.

Фундаментальные заряженные частицы, такие как электроны и кварки, не являются черными дырами: их заряд намного больше их массы, и они не содержат горизонтов.

Если геометрию продолжить до центра черной дыры, тогда там есть гравитационно отталкивающая сингулярность с отрицательной массой. Незаряженные люди, попавшие в заряженную черную дыру, отталкиваются сингулярность и не попасть в нее.

Диаграмма слева представляет собой диаграмму вложения геометрии Рейснера-Нордстрема, двумерное представление трехмерной пространственной геометрии в момент времени Рейснера-Нордстрема. Между горизонтами, радиальные линии в фиксированное время Рейснера-Нордстрема подобны времени, а не пространству, то есть это возможные линии радиально падающих (хотя и не свободно падающих) наблюдатели. Анимированные тире следуют за позициями таких падающих наблюдателей. как функцию собственного времени.

Предостережения

Вселенная в целом кажется электрически нейтральной или близкой к ней. Таким образом, настоящие черные дыры вряд ли будут заряжены. Если черная дыра каким-то образом заряжена, он бы быстро нейтрализовал себя, накапливая заряд противоположного знака.

Непонятно, как гравитационно отталкивающая сингулярность с отрицательной массой мог образоваться. Если бы это было так, вполне вероятно, что сингулярность самопроизвольно разрушилась бы. себя, выталкивая заряженные пары частица-античастица из вакуума внутри внутреннего горизонта. Поглощая противоположные себе частицы заряда, сингулярность стремится нейтрализовать как свой заряд, так и свою отрицательную массу, перераспределение заряда по пространству внутри внутреннего горизонта.

На этих страницах я несколько произвольно заменил геометрию Рейсснера-Нордстрема вблизи сингулярности плоским пространством. Конкретно, внутренний поток пространства в черную дыру замедляется до полной остановки в точке поворота \(г_0\) внутри внутреннего горизонта (см. обсуждение в разделе ниже о пространственно-временной диаграмме свободного падения), и я заменил космический интерьер на \(r_0\) с плоским пространством. Это эквивалентно концентрации всего заряда черной дыры. в тонкую оболочку в точке поворота \(г_0\). 92 \ , \] со скоростью свободного падения \[ v = — \sqrt{2 M(r) \over r} \ . \] Координата времени свободного падения \(t_\textrm{ff}\) надлежащее время, переживаемое людьми, падающими в свободном падении со скоростью \(d r / d t_\textrm{ff} = v\) от нулевой скорости на бесконечности: \[ т_\textrm{ff} «=» т + \sqrt{2 М} \left[ 2 \sqrt{х} — {r_+ \sqrt{x_+} \over r_+ — r_-} \лн\влево( {\ sqrt {x} + \ sqrt {x_+} \ over \ sqrt {x} — \ sqrt {x_ +}} \верно) + {r_- \sqrt{x_-} \over r_+ — r_-} \лн\влево( {\ sqrt {x} + \ sqrt {x_-} \ over \ sqrt {x} — \ sqrt {x_-}} \верно) \верно] \ , \] где координата \(Икс\) — радиальное положение относительно точки разворота \(г_0\), \[ х \ экв r — r_0 \ , \] и \(x_\pm \эквив r_\pm — r_0\) являются значениями \(х\) на горизонтах \(г_\пм\). 92\), на гиперповерхностях фиксированного времени свободного падения, \(d t_\textrm{ff} = 0\).

Раскраска линий на пространственно-временной диаграмме свободного падения как на пространственно-временной диаграмме Рейснера-Нордстрема, с добавлением зеленые линии которые являются мировыми линиями наблюдателей, свободно падающих радиально от нулевой скорости на бесконечности, и горизонтальный темно-зеленый линии, которые являются линиями постоянного времени свободного падения \(t_\textrm{ff}\).

Смотреть Райсснер-Нордстрем превращается в свободное падение (41K GIF); или тот же морфинг, увеличенный в два раза на экране (тот же 41K GIF). 92} \ . \] Гравитация \(g(r)\) в радиальном положении \(r\) внутреннее ускорение \[ г (г) «=» {d v \over d t_\textrm{ff}} «=» — v {d v \над д р} «=» {1 \over 2} {d B \over d r} \ . \]

Раскраска линий как в случае Шварцшильда: красная линия — это горизонт, голубая линия на нулевом радиусе — сингулярность, желтый и охра строки — это, соответственно, словарные строки радиально падающие и исходящие световые лучи, в то время как темно-фиолетовый и синие линии — соответственно линии постоянного Время Шварцшильда и постоянный радиус окружности.

Смотреть Райснер-Нордстрем превращается в Финкельштейна (37 тыс. GIF); или тот же морфинг, увеличенный в два раза на экране (тот же 37K GIF).

Смотреть Финкельштейн превращается в свободное падение (38K GIF); или Тот же морфинг, увеличенный в два раза на экране (тот же 38K GIF).

Диаграмма Пенроуза геометрии Рейснера-Нордстрема

Координаты диаграммы Пенроуза построены так, что метрика ведет себя хорошо как во внешнем, так и во внутреннем горизонте. Учитывая это ограничение, невозможно сделать часть с нулевым радиусом вертикальной.

Смотреть Финкельштейн превращается в Пенроуза (51K GIF); или тот же морфинг, увеличенный в два раза на экране (тот же 51K GIF).

Диаграмма Пенроуза полной геометрии Рейсснера-Нордстрема

Предположим, вы попали в заряженную черную дыру. В тот момент, когда ты пересекаешь внутренний горизонт, вы видите бесконечно смещенную в синеву точку света, появляющуюся прямо впереди, в сторону черной дыры. Эта бесконечно смещенная в синеву точка света является записью всего прошлая история Вселенной, сжатая в одно мгновение.

Внутри внутреннего горизонта гравитационное отталкивание центральной сингулярность замедляет вас и поворачивает вас, ускоряя вас назад через внутренний горизонт белой дыры. Когда вы приближаетесь к внутреннему горизонту белой дыры, на этот раз глядя наружу прямо в сторону от черной дыры, часть образа внешней Вселенной как бы отрывается от остальных. Когда вы проходите через внутренний горизонт, этот отколовшийся образ концентрируется в другую бесконечно смещенную в синеву точку света, который исчезает в яркой вспышке. На этот раз бесконечно смещенная в синеву точка света содержит все будущее Вселенной, сжатое в одно мгновение.

Белая дыра извергает вас в новую Вселенную. Поскольку свет не может попасть в белую дыру из новой Вселенной, вы не увидите новую Вселенную, пока не пройдете через внешний горизонт белой дыры. В тот момент, когда вы проходите через внешний горизонт, вы снова наблюдаете бесконечно смещенную в синий цвет точку света появляются прямо впереди, вдали от белой дыры. Бесконечно смещенная в синеву точка света содержит все прошлое новой Вселенной сконцентрировано в одно мгновение. Точка света открывается, открывая новую Вселенную, к которому вы присоединяетесь.

Оглядываясь в белую дыру, вы можете видеть Вселенную, из которой вы пришли, но к которому нельзя вернуться.

Вернуться к Свернуть в черную дыру

Переслать Экстремальная геометрия Рейснера-Нордстрема

Домашняя страница Эндрю Гамильтона

Другие ссылки на теорию относительности и черную дыру

Обновлено 19 апреля 2001 г.; преобразовано в mathjax 3 февраля 2018 г.

Путешествие в черную дыру Райснера-Нордстрема и через нее

Путешествие в черную дыру Рейснера-Нордстрема и через нее

Предупреждение: Если вы упадете в черную дыру, вы умрете. Вы не пройдете через червоточину в другое время и место.

Путешествие в черную дыру Райсснера-Нордстрема и через нее. На этом изображена карта, часы и искусственная сетка на горизонте черной дыры.

Черная дыра Рейснера-Нордстрема — это черная дыра с массой и электрическим зарядом, но без спина. Геометрия была открыта независимо Райснер (1916) ¹ и Нордстрём (1918) ² .

Настоящие черные дыры, вероятно, вращаются, но, вероятно, почти не имеют электрического заряда. потому что наша Вселенная кажется электрически нейтральной, и заряженная черная дыра быстро нейтрализует притягивая заряд противоположного знака. Тем не менее, внутренняя геометрия электрически заряженной черной дыры математически напоминает вращающуюся черную дыру. По этой причине поведение внутри заряженной черной дыры часто воспринимается как суррогат внутри вращающейся черной дыры.

Большая разница между заряженным (Reissner-Nordström) и незаряженная (шварцшильдовская) черная дыра заключается в том, что математическое решение заряженной черной дыры имеет внутри своего горизонта одностороннюю червоточину, которая соединяется с белой дырой который переносит вас в другое пространство и время. Грустно, червоточина крайне нестабильна, и в действительности не произошло бы. Нажмите на чтобы узнать больше о том, почему у заряженной черной дыры есть червоточина. Нажмите на увидеть, что происходит на самом деле, и узнать больше о нестабильности массовой инфляции, которая на самом деле предотвращает образование червоточины.

Предыстория фильма снова Акселя Меллингера Панорама всего неба Млечный Путь (с разрешения).

Путешествие в черную дыру Райсснера-Нордстрема и через нее. Этот простой.

Это тот же фильм, что и выше, но без карты, часов и сетки.

Гравитационно отталкивающее ядро

Помните теорема об отсутствии волос в котором говорится, что изолированная черная дыра характеризуется (за его горизонтом!) всего на три величины, масса, заряд и вращение? В то время как геометрия черной дыры с массой и зарядом — геометрия Рейснера-Норстрема — был открыт в течение нескольких лет после разработки Эйнштейна общей теории относительности, это длилось до 1963 до Роя Керра ³ обнаружен геометрия вращающейся черной дыры. После этого Ньюман и др. (1965) ⁴ быстро обобщил решение Керра к черной дыре, которая имеет как заряд, так и вращение. Теорема об отсутствии волос подразумевает, что геометрия Керра-Ньюмена представляет собой наиболее общее описание изолированной черной дыры за пределами своего горизонта.

Как можно догадаться по тому, сколько времени потребовалось обнаружить решения черных дыр со спином, геометрия Керра-Ньюмана технически намного сложнее чем сравнительно простая геометрия Рейснера-Нордстрема.

Именно поэтому (по состоянию на 2009 г.) Мне еще предстоит реализовать вращающиеся черные дыры в авиасимуляторе Black Hole Flight Simulator. вместо этого я использовал геометрию Рейснера-Нордстрема. как заменитель геометрии Керра в визуализациях на этом сайте. Вы можете быть уверены, что однажды я надеюсь иметь возможность реализовать геометрию Керра-Ньюмана в BHFS, но это будет непросто, и на это потребуется время.

Reissner-Nordström (масса плюс заряд) и геометрии Керра-Ньюмена (масса плюс заряд плюс вращение) предположим, что черная дыра пуста за исключением его единственности (который образует кольцо в геометрии Керра-Ньюмена). Пустой здесь означает пустой энергии-импульса — такие, как созданные материей или светом — помимо энергии-импульса электрического поля создается электрическим зарядом, расположенным в сингулярности.

Возможно, будет неожиданностью узнать, что Рейснер-Нордстрем или Керр-Ньюман черная дыра обладает гравитационно-отталкивающим действием в своем ядре.

Действительно, сингулярность бесконечно гравитационно отталкивающая.

В случае заряженной черной дыры гравитационное отталкивание ядра происходит от напряжения или отрицательного давления, радиального электрического поля. В относительности масса это форма энергии ( E = м c ² ), так что неудивительно узнать, что не только масса, но и энергия в любой форме, включая фотоны, которые имеют энергию, но не имеют массы покоя, тяготеют.

Во вращающейся черной дыре, гравитационное отталкивание ядра можно объяснить проще: он создается центробежной силой.

карта

Цвет	Зона
Зеленый	Стабильные круговые орбиты
Желтый	Нестабильные круговые орбиты
Апельсин	Нет круговых орбит
Красные линии	Горизонты
Красный	Между горизонтами

За внешним горизонтом, орбитальная структура заряженной (Рейсснера-Нордстрема) черной дыры аналогична незаряженной (шварцшильдовской) черной дыре, с областями, где круговые орбиты стабильный, нестабильный, и несуществующий (сравни карту Шварцшильда).

Но в то время как незаряженная черная дыра имела единственный горизонт, заряженная черная дыра имеет два горизонта, внешний горизонт и внутренний горизонт.

Вы следуете реальной траектории свободного падения в заряженную черную дыру и через нее. Синяя линия внутри внутреннего горизонта отмечает перицентр вашей траектории, радиус вашего наибольшего приближения к центру черной дыры.

Часы

Часы фиксируют время, оставшееся до того, как вы нажмете внутренний горизонт, что в настоящей черной дыре где бы ты был испаряется массовая инфляция нестабильность.

Время в секундах, если масса черной дыры равна сверхмассивной черной дыре в центре нашей Галактики, 5 миллионов солнц. На твоей траектории, требуется 20 секунд, чтобы упасть от внешнего горизонта до внутреннего горизонта.

Через внешний горизонт

Путешествие к внешнему горизонту черной дыры Райсснера-Нордстрема похоже на черную дыру Шварцшильда.

Когда вы проходите через внешний горизонт, горизонт раздваивается, то же, что и для черной дыры Шварцшильда.

Без сетки горизонта (правое изображение), нет никаких признаков того, что вы пересекли горизонт.

На какое-то время кажется, что черная дыра увеличивается в размерах

На какое-то время вид внутри горизонта черной дыры Рейснера-Нордстрема продолжает выглядеть так же, как внутри черной дыры Шварцшильда. По мере того, как вы погружаетесь глубже внутрь горизонта, пузырь горизонта увеличивается.

Но затем кажется, что черная дыра сжимается

Но по мере приближения к внутреннему горизонту, черная дыра впереди перестает расширяться, и начинает уменьшаться. Похоже, ты удаляешься от черной дыры, Но это неправда. Вы все еще свободно падаете внутрь, к черной дыре. Сжатие вызвано релятивистским излучением, который концентрирует взгляд вперед. То же релятивистское сияние вызывает свет из внешней вселенной чтобы стать ярче и более синеватым вокруг черной дыры.

Через внутренний горизонт

Когда вы падаете глубже в черную дыру, внутренний поток пространства замедляется гравитационным отталкиванием, вызванным отрицательным давлением радиального электрического поля.

На определенном радиусе внутренний горизонт, поток пространства замедляется обратно до скорости света. Вплоть до этого момента, было невозможно для света или другой информации распространяться вверх к вам из частей черной дыры под вами. Например, если ты посмотришь на свои ноги, ты видишь их под собой, а на самом деле ноги что ты видишь излучали свой свет в то время, когда они были вне текущего положения ваших глаз.

На внутреннем горизонте, вас поражает бесконечно яркая, бесконечно энергичная вспышка света. Яркая точка света — это изображение внешней вселенной. отражается гравитационно отталкивающей сингулярностью.

Вспышка света содержит в себе, бесконечно ускоренную, всю историю Вселенной.

Бесконечно яркая вспышка света сигнализирует о выходе из строя геометрия Рейснера-Нордстрема. Геометрия Рейснера-Нордстрема предполагает, что вся материя и заряд внутри черной дыры сосредоточена в центральной особенности. Предположение приводит к предсказанию, что свет из внешней вселенной бесконечно концентрируется на внутреннем горизонте, что противоречит предположению, что черная дыра пуста, за исключением своей сингулярности.

В действительности, если бы существовала такая вещь, как заряженная черная дыра, когда вы приблизились очень близко к его внутреннему горизонту, вы бы увидели быстро нарастающий взрыв света из внешней вселенной. Свет вызывает массовая инфляция нестабильность.

От внутреннего горизонта дальше, геометрия Рейснера-Нордстрема физически не реалистично, несмотря на то, что это точное математическое решение уравнений Эйнштейна.

Путешествие через черную дыру Райсснера-Нордстрема. Этот держит сетки на всем протяжении.

В стандартном фильме Я отключил сетки горизонта чуть выше внутреннего горизонта потому что иначе это сбивает с толку. Версия фильма слева включает сетку горизонта на всем протяжении.

Сетки горизонта окрашены в цвет черного тела. что бы вы увидели, если бы объекты, излучающие на горизонте имел температуру 4096 К и свободно падали радиально с нулевой скорости на бесконечности.

Когда вы падаете внутрь через внутренний горизонт, появляется новая сетка, обозначающая входящий внутренний горизонт. Темно-красная сетка, обозначающая антигоризонт становится временно невидимым, когда вы поворачиваетесь внутри червоточины, но затем снова появляется, когда вы приближаетесь к внутреннему горизонту, выходя наружу.

Когда вы возвращаетесь наружу через внутренний горизонт, появляется третья сетка, уходящий внутренний горизонт, или внутренний антигоризонт. как его Диаграмма Пенроуза показывает, что (исходящий) внутренний антигоризонт не совпадает как (входящий) внутренний горизонт.

Когда белая дыра катапультирует вас в новую вселенную, появляется четвертая сетка, обозначающая внешний горизонт белой дыры.

Через червоточину

Внутри внутреннего горизонта, поток пространства замедляется, оборачивается, и снова разгоняет тебя обратно, назад к радиусу внутреннего горизонта.

Эта область внутри внутреннего горизонта является червоточиной.

Фильм слева это отрывок, часть червоточины, более длинного фильма, ссылка на который приведена вверху этой страницы. В кино, камера изначально направлена внутрь, в сторону черной дыры, но когда пространство поворачивается и ускоряется обратно, камера поворачивается и указывает наружу, в сторону от черной дыры.

Фильм не совсем то, что вы ожидали? Нет, это не похоже ни на одно голливудское изображение, которое вы, возможно, видели. Но как можно было нарисовать верблюжьего леопарда, не увидев, как он выглядит на самом деле?

Конечно, я должен окружить этот фильм оговорками. Как я продолжаю повторять, на самом деле червоточине не дали бы образоваться массовая инфляция нестабильность. Если ты попал в настоящую черную дыру, вы бы не прошли через червоточину.

Назад через внутренний горизонт

Поток пространства ускоряется обратно наружу. Место, где он разгоняется до скорости света обозначает внутренний горизонт.

Когда вы снова проходите через внутренний горизонт, на этот раз направленный наружу, а не внутрь, вы видите вторую бесконечно яркую, бесконечно энергичную вспышку света. В то время как при вашем внутреннем проходе через внутренний горизонт вы видели, как прошла вся история вселенной, на этот раз, на вашем внешнем проходе, вы видите, как проходит все будущее Вселенной.

Тот факт, что вы видите внешнюю вселенную бесконечно яркой и синеватой когда вы проходите наружу через внутренний горизонт впервые было указано Роджером Пенроузом в 1968 году.

Через белую дыру

Разгоняясь до скорости света, внешний поток космоса бросает вас в белую дыру, где пространство падает наружу быстрее, чем скорость света. Белая дыра похожа на черную дыру, кроме обращенного во времени в том смысле, что пространство в белой дыре падает наружу быстрее света, тогда как пространство в черной дыре падает внутрь быстрее, чем свет. Вы, внутри белой дыры, воспринимаете свое собственное время продолжать двигаться в обычном режиме.

Вы могли подумать, что, так как вы изначально провалились через внутренний горизонт из черной дыры, когда вы прошли обратно через внутренний горизонт вы бы воссоединились с черной дырой, но это неправда. Это не может быть правдой, потому что пространство не может одновременно упасть внутрь и наружу быстрее света. Белая дыра на самом деле является совершенно отдельной частью пространства-времени. как видно в Диаграмма Пенроуза геометрии Рейснера-Нордстрема.

Продолжение белой дыры геометрии Рейснера-Нордстрема точное математическое решение, но это не более реально, чем водопад, который падает с одной стороны оврага, а затем плавно поднимается вверх по другой стороне.

В новую вселенную

Исходящий поток пространства в белой дыре был движим гравитационным отталкиванием создается отрицательным радиальным давлением электрического поля. По мере движения наружу гравитационное отталкивание ослабевает, и гравитационное притяжение от массы черной дыры вновь заявляет о себе как о доминирующей силе.

Исходящий поток пространства замедляется. Место, где пространство замедляется до скорости света отмечает внешний горизонт белой дыры.

Когда вы выходите наружу через внешний горизонт белой дыры, в третий раз вы видите бесконечно яркую, энергичную вспышку света. На этот раз свет из новой вселенной куда вас забросила белая дыра. Вспышка света содержит в себе всю прошлую историю новой вселенной.

Пока ты был внутри белой дыры, свет от новой вселенной не мог проникнуть в белую дыру, поскольку пространство в белой дыре падает наружу быстрее, чем свет. Только когда вы достигнете внешнего горизонта белой дыры, где истечение пространства замедлилось до скорости света, ты увидишь свет из новой вселенной.

Новая вселенная — опрос 2MASS

Где та новая вселенная, в которую вас толкает белая дыра?

Поскольку геометрия Рейснера-Нордстрема — это просто математическое решение, он не указывает, кто, где или когда находится новая вселенная. Если хотите, можете себе представить, что новая вселенная могла бы быть другое место и время в нашей собственной Вселенной.

Но на самом деле геометрия Рейсснера-Нордстрёма не физически последовательное решение для реальной черной дыры. На самом деле новой вселенной не существует.

В фильме новая вселенная — это еще одно изображение нашей Галактики Млечный Путь. из 2-микронный обзор всего неба (2MASS).

Оглядываясь назад на белую дыру

Оборачиваясь и оглядываясь назад, вы видите белую дыру, из которой вы вышли.

Вы видите свет из своей изначальной Вселенной. Свет прошёл тот же путь, что и ты, через черную дыру, через червоточину, через белую дыру, в новую вселенную.