अन्य ब्रह्मांडों में ब्लैक होल के दरवाजे कैसे हैं?


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मैं MIT OpenCourseWare व्याख्यान सामान्य सापेक्षता पर देख रहा हूं और पहले व्याख्यान में बहुत लंबा नहीं है, प्रोफेसर ने कहा कि केर ब्लैक होल समाधान ब्रह्मांडों के बीच यात्रा के लिए अनुमति देता है। यह जानना कैसे संभव है? यह कैसे प्राप्त होता है / इस निष्कर्ष पर आता है?

जवाबों:


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यह सही है कि जीटीआर का केर ब्लैक होल समाधान ब्रह्मांडों के बीच यात्रा की अनुमति देता है। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि यदि आप वास्तव में किसी भी प्रकार के ब्लैक होल में कूद जाते हैं तो आप दूसरे ब्रह्मांड में जा सकते हैं।

इस पहेली के संकल्प को प्रेरित करने के लिए, चलिए बहुत आसान शुरू करते हैं: मान लीजिए कि आप हाथ में गेंद लेकर जमीन पर खड़े हैं, और आप इसे कुछ शुरुआती वेग के साथ फेंकते हैं। सादगी के लिए, आइए एक समान गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर सब कुछ अनदेखा करें। गणित आपको बताएगा कि गेंद एक परवलयिक चाप का अनुसरण करती है, और गेंद कब और कहां जमीन पर टकराएगी। और यदि आप परिणामी समीकरणों को सचमुच में लेते हैं, तो यह भी आपको बताएगा कि गेंद जमीन से दो बार टकराती है : एक बार भविष्य में, एक बार अतीत में। लेकिन आप जानते हैं कि पिछला हल सही नहीं है: आपने गेंद को पकड़ रखा है; यह वास्तव में अतीत में अपने पैराबोलिक चाप को जारी नहीं रखता था।

एक Schwarzschild ब्लैक होल के लिए नैतिक रूप से इसी तरह की बात होती है। यदि आप इसे सामान्य श्वार्जचाइल्ड निर्देशांक में देखते हैं, तो क्षितिज पर एक समस्या है। गणित तब आपको बताएगा कि समस्या सिर्फ समन्वय चार्ट के साथ है, और यह वास्तव में ब्लैक होल के लिए एक आंतरिक क्षेत्र है जो विभिन्न निर्देशांक में स्पष्ट हो जाता है। और अगर आप इस आम तौर पर काफी करते हैं, यह आप नहीं है कि बता देंगे अधिक यह करने के लिए भी है कि तुलना में: वहाँ भी है एक रिवर्स क्षितिज और अपने बाहरी क्षेत्र के साथ सफेद छेद - एक और ब्रह्मांड। इस पूर्ण "मैक्सिमली एक्सटेंडेड" श्वार्ज़चाइल्ड स्पेसटाइम में यह दूसरा ब्रह्मांड एक "आइंस्टीन-रोसेन पुल" के माध्यम से हमारे साथ जुड़ता है और फिर "पिंच ऑफ" होता है, जो अलग-अलग ब्लैक एंड व्हाइट होल का निर्माण करता है।

बेशक, वह भी गणितीय आदर्शीकरण की एक कलाकृति है: और वास्तविक ब्लैक होल अतीत और भविष्य में असीम रूप से विस्तारित नहीं है; यह वास्तव में कुछ द्वारा निर्मित किया गया था, एक तारकीय पतन। (और "पुल" वैसे भी ट्रैवर्सेबल नहीं है; यदि कोई कोशिश करता है तो एक विलक्षणता में नष्ट हो जाएगा।)

अंत में, केर समाधान पर, यह थोड़ा बेहतर है क्योंकि औपचारिक रूप से विलक्षणता, श्वार्ज़िल्ड केस के विपरीत बेहतर है। हालांकि, यह अभी भी शारीरिक रूप से अनुचित है: इस तथ्य के अलावा कि वास्तविक ब्लैक होल शाश्वत नहीं हैं, केर समाधान का आंतरिक भाग किसी भी उल्लंघनकारी पदार्थ के संबंध में अस्थिर है, जो समाधान को पूरी तरह से किसी और चीज में बदल देगा। इसलिए, इसे शारीरिक रूप से सार्थक नहीं माना जा सकता है। फिर भी, यह सच है कि पूर्ण केर स्पेसटाइम में एक और ब्रह्मांड में एक रास्ता होता है - वास्तव में, असीम रूप से उनमें से कई, एक के बाद एक जंजीर।

यदि आप इसकी संरचना के विवरण में रुचि रखते हैं, तो आप उन ब्लैक होल समाधानों के कुछ पेनरोज़ आरेखों को देख सकते हैं।


बहुत बढ़िया जवाब। यह बहुत दिलचस्प सामान है। इन चीजों की व्युत्पत्तियों को समझने के लिए मुझे कितना गणित चाहिए? मैं इस समय उन्नत रैखिक बीजगणित, और टोपोलॉजी पर काम कर रहा हूं। मुझे और क्या चाहिए होगा?
द बील्ग्यूरासमैथेमेटिशियन

@RyanMcGaha: पैमाने के एक छोर पर, गणित की हल्की पाठ्यपुस्तकें जैसे हार्टले आप अब संभावित रूप से गोता लगा सकती हैं, और यह पेन्स्रोय आरेखों को वैचारिक रूप से कवर करती है ... लेकिन यह आपकी गणितीय समझ में भी प्रमुख छेद छोड़ देगी। दूसरे छोर पर, मैं GTR में जाने से पहले विभेदक ज्यामिति में कुछ अनुभव प्राप्त करने की सलाह दूंगा (या कम से कम इसे समवर्ती रूप से कर रहा हूं)। वेनबर्ग जैसे कुछ उल्लेखनीय अपवाद प्रति खंड में अंतर ज्यामिति पर जोर देते हैं, लेकिन शास्त्रीय क्षेत्र सिद्धांत को अपने स्थान पर स्थानापन्न करेंगे।
स्टेन लीउ

सिफारिशों के लिए धन्यवाद। मैं विशुद्ध रूप से गणित की पृष्ठभूमि से हूं इसलिए मैं निश्चित रूप से गणित को भारी बनाऊंगा।
द बीलग्रेगस मैथेमेटिशियन

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"अनुमति नहीं है" का अर्थ "जरूरी कारण" नहीं है।

प्रोफेसर ने जो निहित किया है वह यह है कि समाधान एक गणितीय पीओवी से दिखता है, ठीक वैसे ही जैसे आप ब्रह्मांडों के बीच एक पुल से क्या उम्मीद करेंगे - यदि कई मल्टीपल मौजूद हैं, और यदि पुल निष्क्रिय है।

यही सब है इसके लिए। एक गणितीय समाधान जो एक पुल की तरह दिखता है। लेकिन क्या इसे कभी प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया है? क्या हमारे पास यह प्रमाण है कि अन्य ब्रह्मांड मौजूद हैं? नहीं।

हमारे पास गणित है जो बताता है कि सभी इंटेंट्स और उद्देश्यों के लिए, दरवाजे की तरह क्या दिखता है। लेकिन क्या दरवाजा इस कमरे और एक अन्य कमरे को अलग कर रहा है, या यह सिर्फ एक नकली दरवाजा है जो एक ठोस ईंट की दीवार में बनाया गया है, जैसे कि फिल्म कॉमेडी में? हम नहीं जानते। क्या दरवाजा बिल्कुल खुलता होगा? हम नहीं जानते। क्या किसी ने वास्तव में ऐसा दरवाजा अभी तक देखा है? नहीं।

इसका मतलब यह नहीं है कि प्रोफेसर गलत थे। इसका मतलब केवल यह है कि इस बिंदु पर यह एक परिकल्पना है। हमें अभी तक नहीं पता है कि वास्तविकता इससे मेल खाती है या नहीं।

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