¿Cómo implica exactamente la teoría de la relatividad general de Einstein que posiblemente existen agujeros de gusano, o que los humanos podrían crearlos?

Las ecuaciones de Einstein son un conjunto de ecuaciones diferenciales acopladas que relacionan la curvatura del espacio-tiempo con la distribución de materia, energía y radiación dentro de él. Esencialmente, la idea es que, en principio, puede ingresar datos para esta distribución, resolver los DE y obtener una métrica.

En general, esto es demasiado difícil de hacer analíticamente, e incluso computacionalmente es intensivo.

En cambio, lo que la gente hará a menudo, porque es un problema relativamente manejable, es arreglar algún tipo de métrica y luego descubrir qué tipos de distribuciones de radiación de masa-energía satisfacen las ecuaciones para esa métrica. Esto, realizado para una métrica de agujero de gusano, sugiere los tipos de densidad de energía negativa que necesitaríamos para producir esta métrica, y el análisis de estas soluciones indica su estabilidad a las perturbaciones, etc.

Esencialmente, este es un juego matemático con una teoría física. Todavía no está claro que cualquier manipulación matemática válida dada de la teoría corresponda a un escenario físicamente alcanzable, aunque algunas claramente lo son.

La idea es que se pueden encontrar soluciones para la teoría de la relatividad general que conectan dos regiones del espacio-tiempo por un camino físico más corto que dar la vuelta; esta parte al menos parece ser correcta, o al menos acepta el consenso en la comunidad de física.

Pero veo dos grandes dificultades al tomar esta respuesta al pie de la letra y luego presumir que tal resultado realmente se puede lograr:

a) Se requiere espacio para tener una propiedad (energía negativa) que nunca se haya demostrado. Discutiría que el efecto Casimir demuestre energía negativa; todo lo que demuestra es una densidad de energía local que es mayor que cero y menor que la energía de fondo de vacío promedio. Si piensa en la forma en que definimos la energía, la energía negativa es un concepto sin sentido en lo absoluto. Siempre puede restar dos cantidades positivas desiguales para obtener una respuesta negativa (esto solo significa que un objeto tiene más energía positiva en relación con otro), pero de ninguna manera es el significado de “negativo” como se requiere para crear agujeros de gusano.

b) Existen límites sobre cómo las matemáticas del cálculo tensorial pueden usarse para doblar el espacio; ciertos axiomas matemáticos que deben cumplirse en todas las etapas para que el cálculo del tensor dé una respuesta válida. Esto no tiene nada que ver con la física; Es axiomático para las matemáticas. Ahora bien, es posible que se encuentre una solución de agujero de gusano a través de una manipulación válida del cálculo del tensor (confío en que las personas que encontraron estas soluciones lo hayan comprobado) Pero eso no significa que realmente se pueda formar un agujero de gusano. Para hacer eso, el espacio debe doblarse y curvarse en una transformación continua manipulando un tensor de energía de estrés que sabemos que puede existir en el mundo natural, hasta el punto en que aparece la solución de agujero de gusano. Sospecho firmemente que esta transformación no es posible sin romper en algún momento las reglas del cálculo del tensor.

Mi conclusión: hablar sobre agujeros de gusano es solo eso; charla fantasiosa y especulación ociosa. Si la respuesta final implica crear una paradoja en la transferencia de información mayor que la velocidad de la luz, es muy probable que sea un análisis defectuoso o un estado inalcanzable, dar o ganar una lotería.

Finalmente, si la gente desea argumentar que QM demuestra que la energía inferior al fondo del vacío es en realidad energía negativa en un sentido absoluto, entonces mi respuesta es que esta es una interpretación incorrecta de la QM aplicada al problema del vacío. Como evidencia de esto, señalo el hecho de que usar QM de esta manera para predecir la escala de la energía del vacío da una respuesta completamente incorrecta: Esto no quiere decir que QM esté mal, solo que se ha aplicado incorrectamente al problema del vacío.

La idea de Maxwell y Heaviside es que el modelo de flujo en E3J es suficiente para producir una carga escalar + vector en electromagnetismo, también es suficiente para la gravedad. Recuerde que el modelo escalar + vector es, de hecho, una característica del espacio, no de EM. Uno simplemente no necesita curvatura espacial para que las cosas sucedan.

El principal problema con GEM es que el campo requerido requiere un campo de energía negativo, y esto es tanto un obstáculo ideológico, no un trabajo de la naturaleza. Preocupó a Maxwell con atención, pero Heaviside pareció pasarlo por alto.

La gente ha estado explorando el tema en los últimos tiempos, y el advenimiento de Internet ha permitido que esto evite en gran medida las limitaciones de los medios impresos.

El campo cogravitacional es débil, en la situación actual, representa menos de veinte partes en 120 ^ 5. Por eso no brota. Pero hace un muy buen trabajo al explicar cosas como los cuásares, las supernovas, la distribución de velocidad de las galaxias (sin necesidad de ‘materia oscura’), y lo hace sin ningún parámetro adicional.

La base matemática de la Relatividad General (GR) permite la descripción de una construcción topológica que podría unir dos posiciones distantes en el espacio-tiempo. [1] Esto se llama rigurosamente un “Puente Einstein-Rosen”. Hermann Weyl describió la solución en 1921, solo dos años después de la presentación de GR. A John Archibald Wheeler se le ocurrió el término deportivo “agujero de gusano” en 1957.

A mi entender, la clave de esta idea es que los fundamentos matemáticos de GR permiten que la topología de un agujero de gusano sea una solución matemática válida. En otras palabras, la construcción matemática que describe un agujero de gusano es consistente con GR. Eso no es lo mismo que decir que existen agujeros de gusano, o que incluso son posibles. Significa que íbamos a encontrar un agujero de gusano, podríamos describirlo y modelarlo sin tener que hacer ningún cambio en GR.

Por el momento, la idea de un agujero de gusano es simplemente buena, pura diversión matemática. En cuanto a la idea de que los humanos crean agujeros de gusano, bueno, eso es divertido, limpio y divertido de ciencia ficción.

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[1] Por desgracia, no puedo darte más detalles que eso. Con la ayuda de las discusiones en los libros de texto, creo que puedo tener una idea vaga de cómo funciona. No tengo suficiente entrenamiento en matemáticas para entenderlo con gran claridad, y ciertamente no lo suficiente como para explicarlo. Me consuela saber que Einstein necesitaba la ayuda de Minkowski para unir las matemáticas.

¿Has leído el artículo de Wikipedia sobre Wormholes? Hacen un trabajo bastante bueno al dar una explicación básica de la teoría detrás de los agujeros de gusano.

En resumen, la demostración del efecto Casimir muestra que los requisitos exóticos de un agujero de gusano, la densidad de energía negativa, existen en algunas condiciones. Por lo tanto, los agujeros de gusano no son imposibles.

Sin embargo, tenga en cuenta que la teoría de la relatividad general no sugiere ni implica que los humanos puedan crearlos. La matemática solo describe estos objetos teóricos, no dice cómo crearlos.

No entiendo las ecuaciones de Einstein. Nunca los he visto
Comencemos con los Newton que podemos entender. La ecuación de N es ”
F = mA, que es realmente Force = dP / dt una ecuación de cálculo. Las ecuaciones de cálculo NO tienen respuestas numéricas (generalmente) tienen otras ecuaciones algebraicas como “respuesta”
SI (y solo si) la F en Newton es la gravedad que va como 1 / R ^ 2
entonces la solución es una órbita que son las secciones cónicas griegas clásicas. por observación, esta predicción coincide con la órbita elíptica de Marte y los casi círculos de los otros planetas Newton fue aceptada.

PERO Mercurio NO se ajusta a la ecuación de newtons. Las matemáticas muy complicadas de einstine encajan mejor.
Lemarke, un sacerdote católico romano en la década de 1920, “resolvió” a Einstein para dar la “Singularidad o” Big Bang y el “Agujero negro” como POSIBLES SOLUCIONES
La evidencia de ambos se encontró a lo largo del siglo XX y continúa hoy

EN CORTO: pudra responder su Q. obtener un doctorado en Física y Matemáticas avanzadas, entonces ni siquiera pediría esto en principio.

Hay algunas buenas respuestas que cubren casi toda la pregunta, así que especulemos un poco.

Incluso podríamos crear un agujero de gusano, cuando pasamos de una, digamos a otra galaxia, las reglas de la física newtoniana se seguirían aplicando. Esto significa que cuando pasas al otro lado, obtendrás el impulso de tu galaxia. Incluso cuando usa agujeros de gusano para transportar en su propia galaxia, esto puede ser un gran problema. Podrías terminar yendo en dirección opuesta a todo lo que te rodea con velocidades increíbles. Con el cierto nivel de nuestra tecnología, sería una catástrofe para el viajero sin una forma confiable de detenerse o aterrizar en el otro lado.

La relatividad general implica espacio-tiempo que puede deformarse. La teoría sugiere que podría deformarse lo suficiente como para formar un agujero de gusano, conectando por separado el espacio o el tiempo.