Wormholes, Passaggi SpazioTemporali

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Chi di voi non ha mai sentito parlare di Portal? Portal 2? Stargate?
Pure in Star Trek di JJ Abrams c'è un passaggio spaziotemporale e anche ne "l'uomo d'acciaio", ma come funzionano? Che aspetto hanno?

Bene, nei sopracitati c'è un "qualcosa" a forma di disco che li mantiene aperti.
Attraversando questa sorta di piano immaginario ci ritroviamo d atutt'altra parte o da tutt'altro "qando".

A tutti ora sorgono delle domande, tipo:
toccando il bordo del portale si rischia di venire affettati?

Decapitazione di re Luigi XVI mediante portali

Se due portali si avvicinassero con qualcosa nel mezzo?

in questo caso l'omino verrebbe spiacciacato da "infiniti se stessi" con il dispendio di un'infinitesimo di energia (violando le leggi della termodinamica).

Per non parlare della gravità... Quando un oggetto è influenzato o no dalla gravità? Anche se il centro di gravità sta dietro al portale?

Ci ho pensato un po' e ho concluso che i portali sono dei giochetti interessanti nello spazio tridimensionale, ma che non hanno senso nel mondo reale perché violerebbero almeno una dozzina di leggi della fisica (un po' come Dio).

Poi qualche tempo fa ho visto su Youtube il trailer di "Interstellar", un film di novembre 2014, in questo film un ingegnere compie un viaggio interstellare per trovare un mondo simile alla Terra, e salvare l'umanità da una crisi alimentare globale.
Ho visto delle sequenze del trailer che mi hanno commosso, mi è cascata una lacrima... Le sequenze in questione rappresentavano la distorsione della luce causata da una curva nello spaziotempo che avrebbe reso possibile il viaggio interstellare.

Ho subito pensato alla "curvatura" del viaggio nell'iperspazio, ma onestamente non credo che una "bolla di curvatura" possa far viaggiare più veloci della luce.
Comprimere lo spazio davanti a te non accorcia le distanze, comprimi lo spazio e comprimi il tempo va a finire che la durata del viaggio non cambia, la relatività di Einstein vale per tutti, anche nello spazio curvo.

Poi ho letto su Wikipedia che quello del film è uno Wormhole. Sono scettico, che probabilità ci sono che lo spazio abbia una malformazione tubolare iperdimensionale che connetta due punti dello spaziotempo diversi fra loro?


Comunque il punto non è se esistono o no gli wormhole, la cosa divertente, ovviamente, è allenare la mente per capire cosa vedremmo guardando uno wormhole.
Partiamo dal presupposto che le dimensioni non sono 3 come molti pensano, non sono 4 come quei pochi più affini all'astrofisica suppongono, probabilmente sono molte di più, come nei ragionamenti di quei pochi che l'astrofisica l'hanno capita veramente.

Immaginiamo che quella distorsione sia in una dimensione a se stante, (il modello di universo con le sue 5 macrodimensioni viene curvato in un'altra dimensione d'appoggio) tutto è dritto, ma allo stesso tempo è storto!
Un po' come un foglio di protocollo a righe stropicciato. Le righe sono dritte relativamente al foglio, ma si curvano lungo le stropicciature. In questo caso immaginate un foglio che ha proprio questa forma bizzarra, è stano no?

Sappiamo che tutte le linee verdi del reticolo sono dritte nelle 4 dimensioni spaziotemporali, e pure nella prima dimensione d'appoggio che è la quinta (gravitazionale), quindi la luce avrebbe delle deviazioni curvilinee che sembrerebbero inesistenti, causati invece dalla curvatura dello spazio tempo (un po' come i buchi neri con il loro effetto lente)

Ebbene, non dovremmo vedere qualcosa di molto diverso da un buco nero,



con l'unica differenza che lo wormhole può far scorrere la luce in entrambi i sensi, quindi potremmo vedere dentro di lui la luce di ciò che sta dall'altra parte



Anche tracciando delle righe "pressapoco a caso" possiamo seguire il percorso della luce, e avere un'idea di come apparirebbe.

Quindi concludo dicendo che se l'universo avesse questa geometria, o regioni con questa geometria, uno wormhole sarebbe quasi uguale ad un buco nero per l'effetto lente, e invece di essere nero, lascerebbe trasparire ciò che c'è dall'altra parte (che questa parte sia un'altro universo, un'altra epoca, o un'altra regione molto lontana e allo stesso tempo molto vicina relativamente all'angolo con cui si misura la distanza)

Questa è la simulazione fatta con un programma che ho trovato su internet.



Si vede prima, durante e dopo l'attraversamento dello wormhole.

[Aspie96]

Ti risponderò domani perché oggi non posso.

Intanto, però, ti dico GRAZIE per scrivere ancora su questo Forum deserto.

[Aspie96]

A tutti ora sorgono delle domande

Non tutti tutti…

toccando il bordo del portale si rischia di venire affettati?

No, in realtà no: toccando il bordo di un portale, non fai altro che spostare una parte del tuo corpo nello spazio (cosa che fai spesso normalmente), soltanto che lì lo spazio è discontinuo.
Tu potresti anche toccare Andromeda con la testa mentre il resto del corpo è rimasto sulla terra, tuttavia la distanza fra i piedi e la testa è quella regolare e la testa non ha motivo di staccarsi dal collo.

Se due portali si avvicinassero con qualcosa nel mezzo?

in questo caso l'omino verrebbe spiacciacato da "infiniti se stessi" con il dispendio di un'infinitesimo di energia (violando le leggi della termodinamica).

Non credo. Perché dovrebbe succedere?

Ci ho pensato un po' e ho concluso che i portali sono dei giochetti interessanti nello spazio tridimensionale, ma che non hanno senso nel mondo reale perché violerebbero almeno una dozzina di leggi della fisica (un po' come Dio).
[…]
Sono scettico, che probabilità ci sono che lo spazio abbia una malformazione tubolare iperdimensionale che connetta due punti dello spaziotempo diversi fra loro?

Comunque il punto non è se esistono o no gli wormhole…

In realtà ci sono quasi sicuramente dei Wormhole a livello quantistico.
Il problema è che un essere umano non può passarci (proprio perché sono piccoli).

Comprimere lo spazio davanti a te non accorcia le distanze, comprimi lo spazio e comprimi il tempo va a finire che la durata del viaggio non cambia, la relatività di Einstein vale per tutti, anche nello spazio curvo.

Non hai necessità di comprimere anche il tempo.

Comunque il punto non è se esistono o no gli wormhole, la cosa divertente, ovviamente, è allenare la mente per capire cosa vedremmo guardando uno wormhole.

Io credo che sarebbero interessanti entrambi gli aspetti.

Questa è la simulazione fatta con un programma che ho trovato su internet.

Come si chiama?


Comunque, con i Wormhole abbiamo due problemi: l'effetto feedback e un altro fatto: secondo me, visto che ad una curvatura corrisponde la gravità, è probabile che gli oggetti siano attratti da entrambe le estremità del tunnel, quindi non potrebbero mai raggiungere l'altra estremità.
In pratica, siamo sicuri che non ottieni semplicemente due buchi neri?

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No, in realtà no: toccando il bordo di un portale, non fai altro che spostare una parte del tuo corpo nello spazio (cosa che fai spesso normalmente), soltanto che lì lo spazio è discontinuo.
Tu potresti anche toccare Andromeda con la testa mentre il resto del corpo è rimasto sulla terra, tuttavia la distanza fra i piedi e la testa è quella regolare e la testa non ha motivo di staccarsi dal collo.

quà ci siamo fraintesi, quello che intendevo dire era, il "contorno" del portale. Una circonferenza adimensionale senza spessore. Attraversando un portale per metà, e spostandosi lateralmente in direzione del bordo fino a intersecarlo, si dovrebbe rimanere affettati.

in questo caso l'omino verrebbe spiacciacato da "infiniti se stessi" con il dispendio di un'infinitesimo di energia (violando le leggi della termodinamica).

Beh, se tu guardassi nel portale in questo caso vedresti te stesso da dietro, che guarda se stesso da dietro che guarda se stesso da dietro... Dietro di te vedresti te stesso girato che guarda se stesso girato che guarda se stesso girato...

accorciando le distanze fra i portali con te immezzo, in entrambi i portali vedresti te stesso avvicinarti con un'altro te stesso che si avvicina e così via, fino a toccarvi, riducendo la distanza dei portali la distanza si riduce fino a rimanere schiacciati da se stessi.

In realtà ci sono quasi sicuramente dei Wormhole a livello quantistico.
Il problema è che un essere umano non può passarci (proprio perché sono piccoli).

Sapevo anche io delle micro irregolarità dello spazio-tempo che causavano dei mini-wormhole, e sinceramente spero che un domani quelli del cern trovino una "particella subatomica" addetta

Comprimere lo spazio davanti a te non accorcia le distanze

Con questo intendevo che comprimendo lo spazio non si accorciano le distanze fra due punti, un raggio di luce ci impiegherebbe la stessa quantità di tempo a percorrere una certa distanza, che lo spazio sia curvo o no.

siamo sicuri che non ottieni semplicemente due buchi neri?

Purtroppo temo che funzioni proprio così. Se la luce viene distorta, vuol dire che la distorsione "tirerà" la materia con tutta la sua forza. (proprio come fa la curvatura gravitazionale o quella di un potente campo magnetico); questo comporterebbe anche la compressione del tempo, fermando il tempo in prossimità del centro.

Probabilmente entrando in uno wormhole, si vedrebbe finire l'universo in un istante, e dall'altra parte ne nascerebbe un'altro mentre ne usciamo (forse con un big bang?), Per uscire, in questo universo, la gravità dovrebbe provocare repulsione anziché attrazione, oppure il tempo dovrebbe scorrere a ritroso; (oppure sono entrambe la stessa cosa sotto punti di vista differenti)

[Aspie96]

quà ci siamo fraintesi, quello che intendevo dire era, il "contorno" del portale. Una circonferenza adimensionale senza spessore. Attraversando un portale per metà, e spostandosi lateralmente in direzione del bordo fino a intersecarlo, si dovrebbe rimanere affettati.

Il portale, in un universo tridimensionale quale è il nostro (parlo di dimensioni spaziali, geometriche, quindi escludo il tempo) apparirebbe non come una circonferenza, ma come una sfera, quindi non vi è differenza fra toccare il bordo di un portale ed entrarci dentro parzialmente.

Beh, se tu guardassi nel portale in questo caso vedresti te stesso da dietro, che guarda se stesso da dietro che guarda se stesso da dietro... Dietro di te vedresti te stesso girato che guarda se stesso girato che guarda se stesso girato...

accorciando le distanze fra i portali con te immezzo, in entrambi i portali vedresti te stesso avvicinarti con un'altro te stesso che si avvicina e così via, fino a toccarvi, riducendo la distanza dei portali la distanza si riduce fino a rimanere schiacciati da se stessi.

Certo ma, semplicemente, il tuo fianco destro toccherebbe quello sinistro.
È come se in quel punto uno dei tre assi spaziali fosse una dimensione circolare: non significa che quella persona sia moltiplicata e la massa rimane la stessa.

Con questo intendevo che comprimendo lo spazio non si accorciano le distanze fra due punti, un raggio di luce ci impiegherebbe la stessa quantità di tempo a percorrere una certa distanza, che lo spazio sia curvo o no.

Nope.
Quando lo spazio si dilata la luce impiega effettivamente più tempo a percorrerlo e può perfino non raggiungere mai la destinazione.
Quindi è ragionevole pensare che comprimendo lo spazio si possa ottenere l'effetto opposto.

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Il portale, in un universo tridimensionale quale è il nostro (parlo di dimensioni spaziali, geometriche, quindi escludo il tempo) apparirebbe non come una circonferenza, ma come una sfera, quindi non vi è differenza fra toccare il bordo di un portale ed entrarci dentro parzialmente.

Ah, intendevo i portali "piatti" di Portal,

Certo ma, semplicemente, il tuo fianco destro toccherebbe quello sinistro.
È come se in quel punto uno dei tre assi spaziali fosse una dimensione circolare: non significa che quella persona sia moltiplicata e la massa rimane la stessa.

La massa non cambia, ma prova a simulare il tutto nella tua mente:
sei metti un braccio destro nel portale alla tua destra, lo vedrai uscire dal portale sinistro. Se il portale si avvicinasse, il braccio conseguentemente entrerebbe sempre più in profondità fino a quando non poggia sulla tua stessa spalla sinistra. Avvicinando il portale di sinistra, la parte di braccio destro che ha oltrepassato il portale destro, si avvicinerebbe.
Avvicinando entrambi i portali finiresti con la tua spalla sinistra contro quella destra, avvicinando di poco i portali, la spalla sinistra spingerebbe quella destra, e al proseguire di questo avvicinamento finiresti schiacciato da te stesso. (quello che vedresti attraverso i portali sarebbero una schiera di infiniti te stessi che si schiacciano, a causa di un effetto dovuto alla luce che attraversa i due portali molteplici volte, e verrebbe percepita dagli occhi del soggetto da diverse angolazioni)

Nope.
Quando lo spazio si dilata la luce impiega effettivamente più tempo a percorrerlo e può perfino non raggiungere mai la destinazione.
Quindi è ragionevole pensare che comprimendo lo spazio si possa ottenere l'effetto opposto.

Lo spazio si dilata perché è curvato. Che sia curvato verso il "su" o verso il "giù" di questa iperdimensione, la velocità della luce rallenta a prescindere.

Immagina una strada dritta che collega due punti A e B, un'automobilista dovrebbe percorrere una breve distanza per passare dal punto A al punto B.
Se la strada che collega i due punti è curvata verso il basso (una discesa seguita da una salita), la distanza su strada aumenta; mentre se la strada è curvata verso l'alto (una salita seguita da una discesa) la lunghezza del percorso si allunga comunque.

Vediamola dal punto di vista della relatività generale:
il tempo relativo ad un oggetto sottoposto ad un campo gravitazionale, rallenta.
Se questo campo fosse ipoteticamente "anti-gravitazionale" l'effetto sarebbe repulsivo allo scorrere del tempo. (notare che ho detto "effetto repulsivo" e non "forza repulsiva )
Il punto è che in entrambi i casi l'oggetto in questione è sottoposto ad un'accelerazione, e questo ne rallenta il tempo relativo.

Resta comunque di fatto che la nave Enterprise non attraversa spazio curvo, lo curva nelle regioni attorno a se.
Mentre la nave avanza, questo spazio torna dritto, e la nave giunge da un punto ad un'altro attraversando di fatto anni luce di spazio dritto.
Come può questo farla viaggiare a velocità superiore a quella della luce?

[Aspie96]

Ah, intendevo i portali "piatti" di Portal,

Piatti, nella nostra realtà tridimensionale (si parla della forma del portale, quindi considero solo le tre dimensioni spaziali visibili), credo sarebbero impossibile.

La massa non cambia, ma prova a simulare il tutto nella tua mente:
sei metti un braccio destro nel portale alla tua destra, lo vedrai uscire dal portale sinistro. Se il portale si avvicinasse, il braccio conseguentemente entrerebbe sempre più in profondità fino a quando non poggia sulla tua stessa spalla sinistra. Avvicinando il portale di sinistra, la parte di braccio destro che ha oltrepassato il portale destro, si avvicinerebbe.
Avvicinando entrambi i portali finiresti con la tua spalla sinistra contro quella destra, avvicinando di poco i portali, la spalla sinistra spingerebbe quella destra, e al proseguire di questo avvicinamento finiresti schiacciato da te stesso. (quello che vedresti attraverso i portali sarebbero una schiera di infiniti te stessi che si schiacciano, a causa di un effetto dovuto alla luce che attraversa i due portali molteplici volte, e verrebbe percepita dagli occhi del soggetto da diverse angolazioni)

Accadrebbe proprio questo, ma nessuna legge della fisica verrebbe violata.

Lo spazio si dilata perché è curvato. Che sia curvato verso il "su" o verso il "giù" di questa iperdimensione, la velocità della luce rallenta a prescindere.

Non intendevo questo.
Lo spazio nell'universo tende sempre e naturalmente a dilatarsi (ed è il motivo per cui l'universo si espande).
Se la distanza fra due punti raddoppia, la luce impiega il doppio del tempo a percorrerla. Suppongo, quindi, che se si dimezzasse la luce impiegherebbe la metà del tempo.

Resta comunque di fatto che la nave Enterprise non attraversa spazio curvo, lo curva nelle regioni attorno a se.
Mentre la nave avanza, questo spazio torna dritto, e la nave giunge da un punto ad un'altro attraversando di fatto anni luce di spazio dritto.
Come può questo farla viaggiare a velocità superiore a quella della luce?

In effetti, curvare lo spazio non è un metodo furbo (sempre che non si curvi in una extradimensione, in quel caso può essere efficace), bisognerebbe comprimerlo.
In questo modo, tu non devi andare più velocemente della luce. Ma la luce stessa impiega meno tempo a percorrere questa distanza, quindi ne impieghi di meno anche tu.

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nessuna legge della fisica verrebbe violata.

Se i portali si avvicinassero (con moto costante), non ci sarebbero forze in gioco.
Se tu ti trovassi disgraziatamente fra i due portali, verresti schiacciato da te stesso con una forza infinita.

Lo spazio nell'universo tende sempre e naturalmente a dilatarsi (ed è il motivo per cui l'universo si espande).
Se la distanza fra due punti raddoppia, la luce impiega il doppio del tempo a percorrerla. Suppongo, quindi, che se si dimezzasse la luce impiegherebbe la metà del tempo.

Questo non sarebbe semplicemente un'accorciamento meccanico di una distanza?
Per quel che ne so, a velocità relativistiche lo spazio si comprime e si dilata.
Secondo la relatività, un'oggetto in movimento diventa più corto (relativamente ad un'osservatore fermo) ma questo non cambia nulla, comprime localmente lo spazio e gli oggetti.
Un oggetto appartenente a questo sistema in movimento impiegherebbe comunque lo stesso tempo a percorrerne la lunghezza, anche se questa dimezza relativamente ad un'osservatore fermo.

Quello che ho pensato fin da piccolo è che (purtroppo) non c'è modo di fare viaggi interstellari senza che passino anni, ne curvatura ne compressione dello spaziotempo possono permettere di viaggiare a velocità superluminale.
L'unico modo sarebbe di sottoporre tutto il resto del sistema solare ad un campo gravitazionale per fermarne il tempo, mentre le astronavi a velocità relativistiche balzerebbero di stella in stella.
In questo modo si verrebbero a creare molti altri problemi (perturbazioni gravitazionali nel sistema solare, costallazioni e moti galattici che accellerano, necessità di materia o di energia eccessive,
per non parlare delle radiazioni cosmiche) e ad un certo punto sarebbe anche opportuno pensare che forse ne vale la pena di aspettare qualche decina di millenio per sapere che cosa c'è dall'altra parte della galassia.

[Aspie96]

Se i portali si avvicinassero (con moto costante), non ci sarebbero forze in gioco.
Se tu ti trovassi disgraziatamente fra i due portali, verresti schiacciato da te stesso con una forza infinita.

Non credo sarebbe infinita e credo che l'energia spesa per comprimerti servirebbe per spostare gli estremi del tunnel.

Per quanto riguarda l'altra questione, il concetto è questo: lo spazio fra due galassie nell'universo si espande.
E non perché le galassie si muovano, è lo spazio che si espande (infatti per questo la velocità relativa può anche essere superiore a c).
La luce impiega più tempo a percorrere lo spazio dopo che si è espanso.
Se, invece che espandersi, si comprimesse, si otterrebbero gli effetti opposti.

[Aspie96]

Comunque, sposto questa discussione in "Fisica" perché, anche se alcune cose, effettivamente, sono trattate in modo più fantascientifico che scientifico, i Wormhole non sono propriamente pseudoscienza: sono quasi sicuri a livello quantistico, dipendono in modo rigido dalle leggi della fisica e sono un argomento trattato dalla comunità scientifica accademica.

Sono sì vicini a teorie fisiche non provate e forse false, ma non alla pseudoscienza.