Agujero de gusano no orientable - Non-orientable wormhole
En la teoría de los agujeros de gusano , un agujero de gusano no orientable es una conexión de agujero de gusano que parece revertir la quiralidad de todo lo que pasa a través de él. Está relacionado con las conexiones "retorcidas" que se utilizan normalmente para construir una tira de Möbius o una botella de Klein .
En topología , este tipo de conexión se denomina identificador Alice .
Teoría
Conexión de agujero de gusano "normal"
Matt Visser ha descrito una forma de visualizar la geometría del agujero de gusano:
- tomar una región "normal" del espacio
- "extirpar quirúrgicamente" volúmenes esféricos de dos regiones ("cirugía espaciotemporal")
- asociar los dos bordes sangrantes esféricos, de modo que una línea que intente entrar en un volumen esférico "faltante" se encuentre con una superficie límite y luego continúe hacia afuera desde la otra.
Aunque este conjunto de instrucciones parece sencillo, hay dos formas topológicamente distintas en las que las dos superficies se pueden mapear entre sí. Si dibujamos un mapa de la superficie de la Tierra en la boca de un agujero de gusano, ¿cómo aparece este mapa en la segunda boca?
Para un agujero de gusano "convencional", la red de puntos se verá en la segunda superficie a invertir, como si una superficie fuera la imagen especular de la otra; los países aparecerán al revés, al igual que cualquier texto escrito en el mapa. Así debe ser, porque en cierto sentido, la segunda boca nos muestra la vista del mismo mapa visto "desde el otro lado".
Conexión de agujero de gusano "invertida"
La forma alternativa de conectar las superficies hace que el "mapa de conexión" aparezca igual en ambas bocas.
Esta configuración invierte la "destreza manual" o la "quiralidad" de los objetos que la atraviesan. Si el piloto de una nave espacial escribe la palabra "IOTA" en el interior de su ventana delantera, entonces, cuando la nariz de la nave pasa por el agujero de gusano y la ventana de la nave se cruza con la superficie, un observador en la otra boca que mira a través del vidrio debería ver la misma palabra, "IOTA", escrita en la ventana de la nave espacial emergente. Una vez que la nave espacial ha pasado, el espectador curioso puede mirar dentro de la cabina de la nave espacial y encontrar que lo que está escrito en el interior del vidrio es en realidad "ATOI": la mano de la escritura (y de cualquier otra parte de la nave espacial, incluyendo el piloto) ha sido invertido por su paso a través del agujero de gusano.
Consecuencias
Además de convertir las roscas para zurdos en roscas para diestros y los guantes para zurdos en guantes para diestros, invertir la quiralidad de un objeto también suele asociarse con la idea de invertir el signo de carga electromagnética, si es que un positrón puede hacerlo. ser considerado como un electrón invertido en el tiempo , también puede considerarse como un electrón que envejece convencionalmente, pero con una dimensión espacial invertida. La existencia de un agujero de gusano transitable no orientable parecería permitir la conversión de materia en antimateria , y viceversa.
Un universo que incluye una de estas conexiones "no orientables" no permite una definición global de si una partícula es "realmente" materia o antimateria, y este tipo de universo, sin una definición global de carga, se denomina en los trabajos de investigación como un "universo de Alice".
Universo Alice
En física teórica , un universo de Alice es un universo hipotético sin una definición global de carga . Lo que es una botella de Klein para una superficie bidimensional cerrada, un universo de Alice es para un volumen tridimensional cerrado. El nombre es una referencia al personaje principal del libro infantil de Lewis Carroll , A través del espejo .
Se puede considerar que un universo Alice permite al menos dos rutas topológicamente distintas entre dos puntos cualesquiera, y si una conexión (o "identificador") se declara como una conexión espacial "convencional", al menos otra debe considerarse como una conexión de agujero de gusano no orientable.
Una vez que se hacen estas dos conexiones, ya no podemos definir si una partícula dada es materia o antimateria . Una partícula puede aparecer como un electrón cuando se ve a lo largo de una ruta y como un positrón cuando se ve a lo largo de la otra. En otro guiño a Lewis Carroll, la carga con magnitud pero sin polaridad persistentemente identificable se conoce en la literatura como carga de Cheshire , en honor al gato de Cheshire de Lewis , cuyo cuerpo aparecía y desaparecía, y cuya única propiedad persistente era su sonrisa. Si definimos una carga de referencia como nominalmente positiva y la ponemos junto a nuestra partícula de "carga indefinida", las dos partículas pueden atraerse si se juntan a lo largo de una ruta y repeler si se juntan a lo largo de otra; el universo de Alice pierde la capacidad de distinguir entre positivas y cargas negativas, excepto localmente. Por esta razón, la violación de CP es imposible en un universo de Alice.
Al igual que con una tira de Möbius , una vez que se han realizado las dos conexiones distintas, ya no podemos identificar qué conexión es "normal" y cuál está "invertida": la falta de una definición global de carga se convierte en una característica de la geometría global . Este comportamiento es análogo a la forma en que un pequeño trozo de una tira de Möbius permite una distinción local entre dos lados de una hoja de papel, pero la distinción desaparece cuando la tira se considera globalmente.
Ver también
Referencias
- Michio Kaku y Jennifer Thompson, Más allá de Einstein . pp178–190. (1995)
- Matt Visser , Agujeros de gusano de Lorentz: de Einstein a Hawking . § 20.3, 20.5. (1995)
- Kiskis, Joe (15 de junio de 1978). "Grupos de calibres desconectados y la violación global de la conservación de carga". Physical Review D . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 17 (12): 3196–3202. doi : 10.1103 / physrevd.17.3196 . ISSN 0556-2821 .
- Schwarz, AS (1982). "Teorías de campo sin conservación local de la carga eléctrica". Física B nuclear . Elsevier BV. 208 (1): 141-158. doi : 10.1016 / 0550-3213 (82) 90190-0 . ISSN 0550-3213 .
- McInnes, Brett (1 de septiembre de 1997). "Universos de Alice". Gravedad clásica y cuántica . Publicación de IOP. 14 (9): 2527-2538. doi : 10.1088 / 0264-9381 / 14/9/010 . ISSN 0264-9381 .
- El universo primitivo y el trasfondo cósmico de microondas: teoría y observaciones . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 2003. págs. 166-169. ISBN 978-1-4020-1800-8.