Agujeros de gusano, viajes en el tiempo y dilatación del tiempo

Question

Creo que ahora entiendo lo de la "máquina del tiempo de los agujeros de gusano", pero aún tengo una duda respecto a lo que ocurre si se entra en la boca estacionaria.

Se crea un agujero de gusano y (por supuesto) tiene dos bocas, $x$ y $y$ .

$x$ permanece inmóvil en la Tierra mientras $y$ es enviada a velocidades relativistas (.99c) durante (ejemplo) cinco años medidos en la Tierra (observador en la boca estacionaria $x$ ).

La nave espacial con boca $y$ vuelve a la Tierra. Boca $y$ y los ocupantes de la nave espacial han envejecido obviamente menos de cinco años, aunque los observadores de la Tierra y la boca del agujero de gusano $x$ tienen 5 años.

¿Qué pasa ahora si alguien entra en la boca del agujero de gusano $y$ ?

Como se explica a continuación por Ben Crowell, usted saldría de la boca $x$ en un momento del pasado. Esto ocurre porque el tiempo (medido por relojes, si se quiere) dentro de las bocas de los agujeros de gusano permanece sincronizado. Así, cuando se entra en $y$ (la boca del agujero de gusano más joven), te lleva a la boca de $x$ cuando tenía la misma edad. Terminas en el pasado.

¿Qué pasa si alguien entra en la boca del agujero de gusano $x$ ?

No encuentro una respuesta definitiva sobre esto, así que intentaré resolverlo. Creo que se saldría de la boca $y$ - el de la actualidad (5 años). Como el tiempo interior permanece sincronizado entre los agujeros de gusano independientemente de la edad exterior, entonces entrar $y$ nos lleva a $x$ en el pasado (en algún momento entre <5 y 5 años atrás); sin embargo, al entrar $x$ no nos lleva al futuro porque la boca $y$ (exterior) aún no ha envejecido más de 5 años desde que comenzamos nuestro experimento.

¿Puede alguien confirmar si mi razonamiento es correcto o no?

Answer 1

Esto parece llamarse el espacio-tiempo eterno-máquina, y creo que el documento original fue Morris 1988, que está disponible en línea y no es de pago. En la página 1447, afirman:

...en momentos tardíos, atravesando el agujero de gusano de la boca derecha a la izquierda, se puede viajar hacia atrás en el tiempo (es decir, se puede atravesar una curva temporal cerrada)...

La pregunta dice:

He leído información contradictoria: algunos dicen que entrar en y enviará al viajero al pasado. Otros dicen que entrar en x enviará al viajero hacia atrás en el tiempo.

No me consta que este aspecto de la idea sea controvertido en absoluto. En su notación, el documento está diciendo que entrar en y y emerger en x te envía al pasado. Si hay alguna fuente que diga que es al revés, por favor dinos cuál es la fuente.

Aquí hay un diagrama que muestra lo que entiendo que dicen.

El agujero de gusano se crea antes de que comience el diagrama. La línea negra de la izquierda es la línea del mundo de una boca (x), y la otra línea negra es la línea del mundo de la otra boca (y). La línea del mundo de un observador ABCD se muestra en rojo. B es el punto en el que el observador entra en y. C es el punto en el que sale de x. La línea del mundo del observador contiene una curva cerrada, similar al tiempo. En el documento, etiquetan las bocas del agujero de gusano con coordenadas de tiempo, que creo que son las lecturas de un reloj que está dentro del agujero de gusano. Dado que se puede suponer que el agujero de gusano es internamente corto, se pueden sincronizar estos relojes sin ninguna de las ambigüedades habituales -incluso relativísticamente, se pueden sincronizar absolutamente dos relojes que estén en la misma ubicación. Así que B y C son simultáneos según un proceso de sincronización que se lleva a cabo dentro del agujero de gusano.

Morris, Thorne y Yurtsever, "Wormholes, time machines, and the weak energy condition", Phys Rev Lett 61 (1988) 1446; http://authors.library.caltech.edu/9262/

Answer 2

Entrar en x sí te lleva al futuro.

Si esto no está explícitamente dicho en Morris y Thorne 1988, Thorne sí lo afirma explícitamente en su libro de 1994 Agujeros negros y deformaciones temporales: el escandaloso legado de Einstein . Encontrarás las siguientes frases en la página 504,

"El agujero de gusano se ha convertido en una máquina del tiempo. Si ahora (el 1 de enero de 2010) subo a la boca del agujero de gusano en la nave espacial, saldré por la otra boca en nuestro salón el 1 de enero de 2000, y allí me encontraré con mi yo más joven. De la misma manera, si mi yo más joven se mete en la boca del salón el 1 de enero de 2000, saldrá de la boca de la nave espacial el 1 de enero de 2010.

Esta afirmación se da por sentada y se ha repetido en otros libros de ciencia popular sobre el tema (por ejemplo El hiperespacio: Una odisea científica a través de universos paralelos, desviaciones temporales y la décima dimensión por Michio Kaku y La física de las puertas estelares -- Universos paralelos, viajes en el tiempo y el enigma de la física de los agujeros de gusano de Enrico Rodrigo).

Answer 3

Agujeros de gusano, máquinas del tiempo y la condición de energía débil de Morris, Thorne y Yurtsever contiene la siguiente descripción e ilustración:

La figura 2 es un diagrama espaciotemporal para la conversión de un agujero de gusano esférico y traversible en una máquina del tiempo. Se muestra el espaciotiempo casi plano fuera del agujero de gusano, con coordenadas de Lorentz $T,Z$ (mostrado) y $X,Y$ (suprimido). El interior del agujero de gusano se muestra punteado, es decir, la región de gran curvatura del espaciotiempo. Las líneas centrales de las franjas punteadas son la garganta del agujero de gusano, parametrizada por una coordenada temporal $t$ introducido a continuación.

En $T=0$ Las bocas de los agujeros de gusano están en reposo cerca la una de la otra. Posteriormente, la boca izquierda permanece en reposo mientras que la derecha acelera hasta alcanzar una velocidad cercana a la de la luz, y luego invierte su movimiento y vuelve a su ubicación original. Los seres avanzados pueden producir este movimiento tirando de la boca derecha gravitacional o eléctricamente. Este movimiento hace que la boca derecha "envejezca" menos que la izquierda vista desde el exterior. En consecuencia, en momentos tardíos, al atravesar el agujero de gusano de la boca derecha a la izquierda, se puede viajar hacia atrás en el tiempo (es decir, se puede atravesar una curva cerrada en el tiempo) y así, quizás, violar la causalidad.

Según este diagrama, parece que atravesar el agujero de gusano de izquierda a derecha (por ejemplo, entrando en el punto 11 de la izquierda) te haría emerger en el interior de tu futuro cono de luz (punto 11 de la derecha).

Answer 4

La gravedad también tiene su efecto en el tiempo. Todo lo que sabemos sobre la calidad de la materia en el espacio es una mera suposición. Así que tanto yo como usted, señor, estamos suponiendo sobre la pregunta anterior. En primer lugar, antes de empezar con el tema mencionado, deberíamos saber un poco sobre el tiempo. ¿Qué es el tiempo? El tiempo es el progreso continuo e indefinido de la existencia y de los eventos que ocurren en una sucesión aparentemente irreversible desde el pasado, pasando por el presente, hasta el futuro. El tiempo es una cantidad componente de varias medidas utilizadas para secuenciar eventos, para comparar la duración de los eventos o los intervalos entre ellos, y para cuantificar las tasas de cambio de las cantidades en la realidad material o en la experiencia consciente. El tiempo se denomina a menudo la cuarta dimensión, junto con las tres dimensiones espaciales. Pero primero tenemos que hablar de la existencia de los agujeros de gusano. Para la existencia de los agujeros de gusano debe haber materia exótica, lo cual se puede decir que es una especie de hipótesis. Lo que estoy tratando de decir es que el agujero de gusano en sí mismo es una gravedad. Consideremos el sol, los planetas se mueven alrededor de el, siendo mercurio el mas rapido y pluton el mas lento, podemos pensar que es debido a que las orbitas son pequeñas y grandes. Pero que es exactamente lo que mantiene las orbitas en su lugar . La gravedad del sol. Así que como ves la gravedad también controla la distancia. La geodésica es el camino más recto posible en una fabricación de espacio-tiempo. El agujero de gusano puede ser descrito como una geodésica. Es la hipotética característica topológica que conecta dos puntos distantes en el universo, es una singularidad de flexión en el tejido del espacio-tiempo. Los científicos dicen que la gravedad tiene su efecto en los objetos que tienen masa. Pero en el caso de los agujeros de gusano, es la gravedad. Quise decir que la gravedad es el agujero de gusano. Y como la gravedad atrae el tiempo. Así que la gravedad en el agujero de gusano (desde el horizonte de eventos) es máxima, como resultado el tiempo también pasa rápidamente. Como resultado el sujeto que viene del agujero de gusano estará realizando un viaje en el tiempo. Como el sujeto es más joven que el sujeto que se acerca al horizonte de sucesos, está realizando un viaje en el tiempo. Por lo tanto, como la gravedad atrae al tiempo, podemos decir que es posible que el tiempo se desplace.