новелла - что внутри... не верю!!!

новелла - что внутри... не верю !!!
( в осмыслении - не трогать руками....)

------------------ ----------------
пространством Крускала.
и если там тоже считать пространство везде пустым
и если там тоже считать пространство везде пустым
и если там тоже считать пространство везде пустым
--------- ---------
======
Пространство Шварцшильда {\mathcal {M}} можно, как говорят, «продолжить за горизонт», и если там тоже считать пространство везде пустым, то при этом возникает бо;льшее пространство-время {\tilde {\mathcal {M}}}, которое называется обычно максимально продолженным пространством Шварцшильда или (реже) пространством Крускала.
Рис. 1. Сечение style \theta =\mathrm {const} ,\ \varphi =\mathrm {const} } пространства Шварцшильда. Каждой точке на рисунке соответствует сфера площадью {\displaystyle 4\pi r^{2}(u,v).} Радиальные светоподобные геодезические (то есть мировые линии фотонов) — это прямые под углом 45° к вертикали, иначе говоря — это прямые {\displaystyle u=\mathrm {const} } или {\displaystyle v=\mathrm {const} .}
Чтобы покрыть это большее пространство единой координатной картой, можно ввести на нём, например, . Интервал {\tilde {\mathcal {M}}} в этих координатах имеет вид
ds^{2}=-F(u,v)^{2}\,du\,dv+r^{2}(u,v)(d\theta ^{2}+\sin ^{2}\theta \,d\varphi ^{2}),
где {\displaystyle F={\frac {4r_{s}^{3}}{r}}e^{-r/r_{s}},} а функция {\displaystyle r(u,v)} определяется (неявно) уравнением {\displaystyle (1-r/r_{s})e^{r/r_{s}}=uv.} Пространство {\tilde {\mathcal {M}}} максимально, то есть его уже нельзя изометрически вложить в большее пространство-время (его нельзя «продолжить»). Исходное пространство {\mathcal {M}} является всего лишь частью {\tilde {\mathcal {M}}} при v>0,\ r>r_{s} — область I на рисунке. Тело, движущееся медленнее света — мировая линия такого тела будет кривой с углом наклона к вертикали меньше 45°, см. кривую ; на рисунке — может покинуть {\mathcal {M}}. При этом оно попадает в область II, где {\displaystyle r<r_{s}.} Покинуть эту область и вернуться к r>r_{s} оно, как видно из рисунка, уже не сможет (для этого пришлось бы отклониться более, чем на 45° от вертикали, то есть превысить скорость света). Область II, таким образом, представляет собой чёрную дыру. Её граница (ломаная, v\geqslant 0,\ r=r_{s}) соответственно является горизонтом событий.
Отметим несколько замечательных свойств максимально продолженного Шварцшильдовского пространства {\displaystyle {\tilde {\mathcal {M}}}:}
Оно сингулярно: координата r наблюдателя, падающего под горизонт, уменьшается и стремится к нулю, когда его собственное время ; стремится к некоторому конечному значению {\displaystyle \tau _{0}.} Однако его мировую линию нельзя продолжить в область \tau \geqslant \tau _{0}, так как точек с r=0 в этом пространстве нет. Таким образом, судьба наблюдателя нам известна только до некоторого момента его (собственного) времени.
Пространство {\tilde {\mathcal {M}}} имеет две истинные гравитационные сингулярности: одну в «прошлом» для любого наблюдателя из областей I и III, и одну в «будущем» (обозначены серым на рисунке справа).
Хотя пространство {\mathcal {M}} статично (видно, что первая метрика этого раздела не зависит от времени t, пространство {\tilde {\mathcal {M}}} таковым не является.
Область III тоже изометрична {\mathcal {M}}. Таким образом, пространство Шварцшильда содержит две «вселенные» — «нашу» (это {\mathcal {M}}) и ещё одну такую же. Область II внутри чёрной дыры, соединяющая их, называется мостом Эйнштейна — Розена. Попасть во вторую вселенную наблюдатель, стартовавший из I и движущийся медленнее света, не сможет (см. рис. 1), однако в промежуток времени между пересечением горизонта и попаданием на сингулярность он сможет увидеть её. Такая структура пространства-времени, которая сохраняется и даже усложняется при рассмотрении более сложных чёрных дыр, породила многочисленные спекуляции на тему возможных параллельных вселенных и путешествий в них через чёрные дыры как в научной литературе, так и в научно-фантастической (см. Кротовые норы).
Рис. 2. Сечения пространства Шварцшильда в разные моменты времени (одно измерение опущено).
Чтобы представить себе структуру 4-мерного пространства-времени {\displaystyle {\tilde {\mathcal {M}}},} его удобно условно рассматривать как эволюцию 3-мерного пространства. Для этого можно ввести «временн;ю» координату {\displaystyle T=(u+v)/2} и сечения T=const (это пространственно-подобные поверхности, или «поверхности одновременности») воспринимать как {\displaystyle {\tilde {\mathcal {M}}}} «в данный момент времени». На рис. 2 показаны такие сечения для разных моментов T. Мы видим, что вначале имеются два несвязанных 3-мерных пространства. Каждое из них сферически симметрично и асимптотически плоско. Точка r=0 отсутствует и при r\to 0 кривизна неограниченно растёт (сингулярность). В момент времени {\displaystyle T=-1} обе сингулярности исчезают и между ранее не связанными пространствами возникает «перемычка» (в современной терминологии кротовая нора). Радиус её горловины возрастает до r_{s} при {\displaystyle T=0,} затем начинает уменьшаться и при {\displaystyle T=1} перемычка снова разрывается, оставляя два пространства несвязанными[22].


Рецензии