Неориентируемая червоточина
В червоточин теории неориентируемая червоточина — это соединение червоточины, которое, по-видимому, меняет хиральность всего, что через нее проходит. Это связано с «скрученными» соединениями, которые обычно используются для изготовления ленты Мёбиуса или бутылки Клейна .
В топологии такое соединение называется дескриптором Алисы. [ нужна ссылка ] .
Теория
[ редактировать ]«Нормальное» соединение с червоточиной
[ редактировать ]Мэтт Виссер описал способ визуализации геометрии червоточины:
- Возьмем «нормальную» область пространства.
- «Хирургическое удаление» сферических объемов из двух областей («хирургия пространства-времени»).
- Свяжите два сферических края кровотечения так, чтобы линия, пытающаяся войти в один «недостающий» сферический объем, встречала одну ограничивающую поверхность, а затем продолжалась наружу от другой.
Хотя эти инструкции кажутся простыми, существует два топологически различных способа отображения двух поверхностей друг на друга. Если мы нарисуем карту поверхности Земли на одном устье червоточины, как эта карта будет выглядеть на втором устье?
Для «обычной» червоточины сеть точек будет видна на второй перевернутой поверхности, как если бы одна поверхность была зеркальным отражением другой – страны будут отображаться задом наперед, как и любой текст, написанный на ней. карта. Так и должно быть, потому что в некотором смысле второй рот показывает нам вид той же карты, увиденной «с другой стороны».
«Обратная» связь с червоточиной
[ редактировать ]Альтернативный способ соединения поверхностей делает «карту соединений» одинаковой для обоих уст.
Эта конфигурация меняет «направленность» или «хиральность» любых проходящих через него объектов. Если пилот космического корабля напишет слово «ЙОТА» на внутренней стороне переднего окна, то, когда нос корабля проходит через червоточину, а окно корабля пересекает поверхность, наблюдатель у другого рта, смотрящий через стекло, должен увидеть то же слово «ЙОТА» написано на иллюминаторе появляющегося космического корабля. Как только космический корабль пройдет сквозь него, любопытный наблюдатель может заглянуть в кабину космического корабля и обнаружить, что то, что написано на внутренней стороне стекла, на самом деле является «ATOI» — рукописным письмом (и любой другой частью космического корабля, включая пилот) был перевернут при прохождении через червоточину.
Последствия
[ редактировать ]Помимо превращения левых резьб в правые, а левых перчаток в правые, изменение киральности объекта также обычно связано с идеей изменения знака электромагнитного заряда – если позитрон может Если рассматривать его как обращенный во времени электрон , его также можно условно рассматривать как стареющий электрон, но с перевернутым одним пространственным измерением. Существование проходимой неориентируемой червоточины, казалось бы, позволяет превращать материю в антиматерию и наоборот.
Вселенная, которая включает в себя одно из этих «неориентируемых» связей, не позволяет глобально определить, является ли частица «на самом деле» материей или антиматерией, и такого рода Вселенная без глобального определения заряда в исследовательских работах называется «Вселенная Алисы».
Вселенная Алисы
[ редактировать ]В теоретической физике Вселенная Алисы — это гипотетическая вселенная без глобального определения заряда . Вселенная Алисы для закрытого трехмерного объема является тем же, чем бутылка Клейна является для замкнутой двумерной поверхности. Название является отсылкой к главному герою Льюиса Кэрролла детской книги «Алиса в 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 «обычным» пространственным соединением, по крайней мере еще одно должно считаться неориентируемое соединение червоточины.
Как только эти две связи установлены, мы больше не можем определить, является ли данная частица материей или антиматерией . Частица может выглядеть как электрон , если смотреть по одному пути, и как позитрон, если смотреть по другому. В другом поклоне Льюису Кэрроллу, заряд с величиной, но без четко определяемой полярности, упоминается в литературе как Чеширский заряд Кэрролла , в честь Чеширского кота , чье тело то появлялось, то исчезало и единственным постоянным свойством которого была его улыбка. Если мы определим эталонный заряд как номинально положительный и поднесем его к нашей частице с «неопределенным зарядом», две частицы могут притягиваться, если их свести вместе по одному маршруту, и отталкиваться, если свести вместе по другому – вселенная Алисы теряет способность различать положительные и отрицательные заряды, за исключением локальных. По этой причине нарушение CP невозможно во вселенной Алисы.
Как и в случае с лентой Мёбиуса, после того, как были созданы два отдельных соединения, мы больше не можем определить, какое соединение является «нормальным», а какое «перевернутым» — отсутствие глобального определения заряда становится особенностью глобальной геометрии . Это поведение аналогично тому, как небольшой кусок ленты Мёбиуса позволяет локально различать две стороны листа бумаги, но это различие исчезает, когда лента рассматривается глобально.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- Мичио Каку и Дженнифер Томпсон «По ту сторону Эйнштейна» . стр. 178–190. (1995)
- Мэтт Виссер , Лоренцевы червоточины: от Эйнштейна до Хокинга . § 20.3, 20.5. (1995)
- Кискис, Джо (15 июня 1978 г.). «Отключенные калибровочные группы и глобальное нарушение сохранения заряда». Физический обзор D . 17 (12). Американское физическое общество (APS): 3196–3202. Бибкод : 1978PhRvD..17.3196K . дои : 10.1103/physrevd.17.3196 . ISSN 0556-2821 .
- Шварц, А.С. (1982). «Теории поля без локального сохранения электрического заряда». Ядерная физика Б . 208 (1). Эльзевир Б.В.: 141–158. Бибкод : 1982НуФБ.208..141С . дои : 10.1016/0550-3213(82)90190-0 . ISSN 0550-3213 .
- Макиннес, Бретт (1 сентября 1997 г.). «Вселенные Алисы». Классическая и квантовая гравитация . 14 (9). Издательство ИОП: 2527–2538. Бибкод : 1997CQGra..14.2527M . дои : 10.1088/0264-9381/14/9/010 . ISSN 0264-9381 . S2CID 250910804 .
- Ранняя Вселенная и космический микроволновый фон: теория и наблюдения . Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. 2003. стр. 166–169. ISBN 978-1-4020-1800-8 .