Неориентируемая червоточина - Non-orientable wormhole
В теории червоточины неориентируемая червоточина - это соединение червоточины, которое, по-видимому, изменяет хиральность всего, что проходит через нее. Это связано с «скрученными» соединениями, обычно используемыми для создания ленты Мебиуса или бутылки Клейна .
В топологии такое соединение называется дескриптором Алисы .
Теория
«Нормальное» соединение червоточины
Мэтт Виссер описал способ визуализации геометрии червоточины:
- взять "нормальную" область пространства
- "хирургическим путем удалить" сферические объемы из двух областей ("пространственно-временная хирургия")
- свяжите два сферических выпускных края так, чтобы линия, пытающаяся войти в один «недостающий» сферический объем, встречала одну ограничивающую поверхность, а затем продолжалась наружу от другой.
Хотя этот набор инструкций кажется простым, существует два топологически различных способа сопоставления двух поверхностей друг с другом. Если мы нарисуем карту поверхности Земли на одном устье червоточины, как эта карта появится у второго устья?
Для «обычной» червоточины сеть точек будет видна на второй поверхности, которая будет перевернута, как если бы одна поверхность была зеркальным отображением другой - страны будут отображаться задом наперед, как и любой текст, написанный на карта. Так и должно быть, потому что в некотором смысле второй рот показывает нам вид той же карты, видимой «с другой стороны».
«Обратное» соединение червоточины
Альтернативный способ соединения поверхностей делает «карту соединения» одинаковой у обоих устьев.
Эта конфигурация меняет «хиральность» или «хиральность» любых объектов, проходящих через них. Если пилот космического корабля пишет слово «IOTA» на внутренней стороне своего носового окна, то, когда нос корабля проходит через червоточину, а окно корабля пересекает поверхность, наблюдатель у другого рта, смотрящего через стекло, должен видеть То же слово, «IOTA», написано на иллюминаторе появляющегося космического корабля. Как только космический корабль пройдет, любопытный зритель может заглянуть внутрь кабины космического корабля и обнаружить, что то, что написано на внутренней стороне стекла, на самом деле является «ATOI» - рукой написания (и любой другой части космического корабля, включая пилот) был перевернут при прохождении через червоточину.
Последствия
Помимо превращения левых резьб в правые, а левых перчаток в правосторонние перчатки, изменение хиральности объекта также обычно связано с идеей изменения знака электромагнитного заряда - если позитрон может считается обращенным во времени электроном , его также можно условно рассматривать как электронное старение, но с обращенным одним пространственным измерением. Казалось бы, существование проходимой неориентируемой кротовой норы позволяет превращать материю в антивещество и наоборот.
Вселенная, которая включает одну из этих «неориентируемых» связей, не позволяет дать глобальное определение того, является ли частица «действительно» материей или антивеществом, и такая вселенная без глобального определения заряда упоминается в исследовательских работах как «Вселенная Алисы».
Вселенная Алисы
В теоретической физике , Алиса Вселенная является гипотетической вселенной, без глобального определения заряда . То, что бутылка Клейна для замкнутой двумерной поверхности, вселенная Алисы - для замкнутого трехмерного объема. Имя является отсылкой к главному герою детской книги Льюиса Кэрролла « Зазеркалье» .
Можно считать, что вселенная Алисы допускает, по крайней мере, два топологически различных маршрута между любыми двумя точками, и если одно соединение (или «дескриптор») объявлено как «обычное» пространственное соединение, по крайней мере одно другое должно считаться неориентируемое соединение с червоточиной.
Как только эти две связи будут установлены, мы больше не сможем определить, является ли данная частица материей или антивеществом . Частица может выглядеть как электрон, если смотреть по одному маршруту, и как позитрон, если смотреть по другому. В другом кивке Льюису Кэрроллу заряд с величиной, но без устойчиво идентифицируемой полярности, упоминается в литературе как Чеширский заряд , в честь Чеширского кота Льюиса , тело которого то исчезало, то появлялось, а единственным постоянным свойством была его улыбка. Если мы определим эталонный заряд как номинально положительный и поместим его вместе с нашей частицей с «неопределенным зарядом», две частицы могут притягиваться, если собраны вместе по одному маршруту, и отталкиваться, если собираются вместе по другому - вселенная Алисы теряет способность различать положительные и отрицательные заряды, кроме локальных. По этой причине CP-нарушение невозможно во вселенной Алисы.
Как и в случае с лентой Мёбиуса , после того, как были установлены два различных соединения, мы больше не можем определить, какое соединение является «нормальным», а какое «обратным» - отсутствие глобального определения заряда становится особенностью глобальной геометрии . Это поведение аналогично тому, как небольшой кусок ленты Мебиуса позволяет локально различать две стороны листа бумаги, но это различие исчезает, когда полоса рассматривается глобально.
Смотрите также
использованная литература
- Мичио Каку и Дженнифер Томпсон, помимо Эйнштейна . pp178–190. (1995)
- Мэтт Виссер , Лоренцианские червоточины: от Эйнштейна до Хокинга . § 20.3, 20.5. (1995)
- Кишкис, Джо (1978-06-15). «Разъединенные калибровочные группы и глобальное нарушение сохранения заряда». Physical Review D . Американское физическое общество (APS). 17 (12): 3196–3202. DOI : 10.1103 / physrevd.17.3196 . ISSN 0556-2821 .
- Шварц, А.С. (1982). «Теории поля без локального сохранения электрического заряда». Ядерная физика Б . Elsevier BV. 208 (1): 141–158. DOI : 10.1016 / 0550-3213 (82) 90190-0 . ISSN 0550-3213 .
- Макиннес, Бретт (1 сентября 1997 г.). «Вселенные Алисы». Классическая и квантовая гравитация . IOP Publishing. 14 (9): 2527–2538. DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 14/9/010 . ISSN 0264-9381 .
- Ранняя Вселенная и космический микроволновый фон: теория и наблюдения . Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. 2003. С. 166–169. ISBN 978-1-4020-1800-8.