ワームホールは想定よりも安定している
 従来の理論によれば、時空の近道と期待される「ワームホール」は、とても不安定ですぐに崩壊してしまうとされていた。

 ところが最新の論文よれば、少なくともそうした想定よりは安定している可能性があるようだ。

 ワームホールを記述するには「一般相対性理論」が用いられるが、その基準がわずかに変わるだけで、全体像ががらりと変わってしまうのだそうだ。
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一般相対性理論の座標は自由度が高い

 アインシュタインが導き出した、時間・空間に関する「一般相対性理論」は、自動的な計算機のようなものだ。

 粒子の質量やら配列やらを入力してやれば、重力の下である座標から別の座標へとどう移動するのか、勝手に弾き出してくれる。

 この計算機の計算ルールは決まっている。ところが、座標に関してはかなり自由度が高く、数学的に色々な記述をすることができる。これを「計量(メトリック)」という。

 たとえば、あなたはどこかの目的地を目指しているとしよう。そこへの道順を表す方法は1つではない。

 通りの名前や交差点の数を利用してもいいだろう。緯度と経度で記すことだってできるし、何か目印になるような建物だって便利だ。

 最終的に目指す目的地にたどり着くなら何でもいい。

 それと同じように、物理学では同じ状況を記すために、さまざまな計量を使うことができる。その時々に応じて、便利なものを使い分ければいい。
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ワームホールにもいくつかの計量が考えられる

 ブラックホールやワームホールを記述するにも、いくつか計量が考えられる。

 もっとも一般的なのは、「シュワルツシルト計量」だ。最初にブラックホールが発見されたときも、これが利用された。

 だが、シュワルツシルト計量には少々厄介な点がある。光がブラックホールから脱出できなくなる距離(事象の地平面)で誤動作を起こすのだ。

 計量が完全に壊れてしまい、時空における異なる地点を区別できなくなってしまう。

 だが「エディントン・フィンケルシュタイン座標」を使用すれば、事象の地平面に到達した粒子の振る舞いを記述できる。それによれば、粒子はそのまま通過してブラックホールに落ち、二度と現れない。
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ワームホールを作る一番シンプルな方法

 ところで、時空のトンネルであるワームホールを作る一番シンプルな方法は、ブラックホールを利用することだ。

 ブラックホールは、一度入ればどんなものでも絶対に外に出られない。その一方、この宇宙には、どんなものでも絶対に中に入れない「ホワイトホール」が存在する可能性がある。

 この両極端な天体の「特異点」(密度が無限になる点)をつなぐ。すると、ブラックホールとホワイトホールの間に時空のトンネルが形成されると考えられるのだ。

 このアイデアは、アルベルト・アインシュタインとネイサン・ローゼンが最初に提唱した。ゆえにワームホールは、「アインシュタイン・ローゼン橋」とも呼ばれる。
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新たな計量によると、ワームホールの通過は可能

 今のところワームホールは理論上の存在だが、もし本当にあったら、その中はどうなっているのだろうか?

 一般相対性理論によるならば、強力すぎる重力によって、ワームホールは輪ゴムのように引き伸ばされ、千切れてしまう。そもそもホワイトホール自体が非常に不安定で、存在しない可能性すらある。

 だから、そこを通ろうものなら、ただでは済まない。だが、この分析はシュワルツシルト計量による計算結果だ。

 そこでフランス、リヨン高等師範学校のパスカル・コイラン氏は、エディントン・フィンケルシュタイン計量でワームホールの分析を試み、その結果を『International Journal of Modern Physics D』(21年10月22日付)で発表した。

 それによると、こちらの計量では誤動作などなく、粒子の動きを楽に把握できるという。

 粒子は事象の地平面を通過し、ワームホールに進入すると、そのまま反対側から脱出する。すべて有限の時間内に起きることだ。
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ただし安定はしていない

 だからと言って、我々人間がワームホールの中を通過できるということではない。

 一般相対性理論が扱うのは、重力の振る舞いで、自然界にあるほかの力は対象外だ。熱やエネルギーを扱う熱力学によるなら、ワームホールは依然として不安定ということになる。

 また現実にブラックホールとホワイトホールを結べたとしても、そのエネルギー密度のために、何もかもバラバラになってしまう。

 宇宙のトンネルを通って、遠くの銀河までひとっ飛び。ロマンのある夢だが、そう簡単には叶わないようだ。

References:Infall time in the Eddington–Finkelstein metric, with application to Einstein–Rosen bridges | International Journal of Modern Physics D / Wormholes may be stable after all, new theory suggests | Live Science / written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年11月26日 20:05
  • ID:.PrM19gD0 #

ブラックホールとは異なるタイプのワームホールはどうなんだろう

2

2. 匿名処理班

  • 2021年11月26日 20:14
  • ID:r3ttilaZ0 #

あー、はいはい、だいたい俺の理論と同じだね

3

3. 匿名処理班

  • 2021年11月26日 20:24
  • ID:jIJuTsjo0 #

一般相対性理論が法則に変わるまでは何とでも言える
正しいと言えば正しいし、間違ってると言えば間違ってる

4

4. 匿名処理班

  • 2021年11月26日 21:19
  • ID:ujpE4HyW0 #

一世紀前から言われてて、先日ようやくブラックホールが観測されたんだぞ。
いまだホワイトホールは見つかってないのだからワームホールではいつになるのか。

あるいはブラックホールやホワイトホールに依存しないワームホールは無いのだろうか?
そちらのほうがありそうな気がする、宇宙のほころびから生じてるんだ。
案外、木星辺りにありそうな…(木星は大移動して太陽系をかき回してる)

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5. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 09:05
  • ID:re5PKVHU0 #

時空間屈曲・・・

6

6. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 09:25
  • ID:OeL.sxlj0 #

もっと先の時代に生まれたかったなあ

7

7. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 11:32
  • ID:1rQkdtEP0 #

過去に戻りたい
                ノ
          彡 ノ
        ノ
     ノノ   ミ
   〆⌒ ヽ彡     
   (´・ω・`) 

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8. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 12:21
  • ID:aXn5XPt30 #

>>7
明るい未来があるさ

9

9. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 13:23
  • ID:VmKbtG6f0 #

木星の衛星にあるモノリスに触るまで恒星間移動の技術は開示されない宇宙協定がある

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10. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 16:11
  • ID:AowdnUdN0 #

陰と陽やね(違う

11

11. 匿名処理班

  • 2021年11月27日 16:35
  • ID:uzk5arXo0 #

>>6
脈絡的には未来が良かったってことなんだろうし、日本語として十分にそう受け取れる
でも先の時代というと一般的には過去を言う

いや別にどうってことないんだけど、何気ない言葉でも過去と未来が入り混じっているようで、それをこの手の記事で見つけてふふってなっただけ

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12. 匿名処理班

  • 2021年11月28日 01:17
  • ID:h..90O6s0 #

めっちゃロマンあるけどこの宇宙にホワイトホールが見つかってないのとブラックホールに大小ある時点で無限に圧縮されていくだけなんだと思う

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