Im Film „Interstellar“ wird das Wurmloch kunstvoll als Kugel dargestellt, komplett mit einer Erklärung, warum es kugelförmig ist, und wenn man sich ihm nähert, sieht es aus wie eine Kugel, die fabelhafte Galaxien usw. enthält.
Während es sinnvoll erscheint, dass die räumliche Manifestation eines Wurmlochs kugelförmig wäre, kann ich nicht verstehen, warum ein Wurmloch überhaupt wie etwas "aussehen" würde.
Wenn ich irgendetwas habe, das sich einem vernünftigen mentalen Modell nähert, ist ein Wurmloch einfach eine Region im Raum, die die Eigenschaft hat, dass Sie, wenn Sie sie durchqueren, an einem anderen Ort im Raum ankommen, als Ihre scheinbare 3D-Flugbahn vermuten lässt. Aber es ist immer noch "nur Raum". Es hat keine "Oberfläche" oder einen bestimmten "Einstiegspunkt" oder überhaupt irgendwelche besonderen Merkmale, oder?
Hinweis: Ich schätze, dass nichts in "Interstellar" als Repräsentation der tatsächlichen Physik der realen Welt angesehen werden sollte - es war einfach das Ding, das die Frage nach der realen Physik aufgeworfen hat!
Die Seite , die Sie über die Modellierung des theoretischen Aussehens von Wurmlöchern verlinkt haben, zeigt zwei Gründe, warum ein Wurmloch sichtbar sein könnte: 1) Die Szene, die Sie durchschauen, stimmt möglicherweise nicht mit der Umgebung an Ihrem Ende überein, und 2) es gibt eine Menge Verzerrungen davon das Bild aller Objekte, die sich aus Ihrer Perspektive in der Nähe des "Randes" des Wurmlochs befinden.
Beide Effekte scheinen im interstellaren Wurmloch im Spiel zu sein, wenn Sie sich das große Bild hier ansehen . Für 1) zeigt das Bild einen Haufen Nebel und eine größere Gesamtdichte von Sternen im Raum auf der anderen Seite, wodurch es sich vom Sternenfeld auf unserer Seite abhebt. Und für 2) können Sie sehen, dass es viele visuelle Verzerrungen in den Formen der Nebel und Dinge in der Nähe des kreisförmigen Randes gibt, nicht viel in der Mitte.
Kip Thorne, der Physiker, der der wissenschaftliche Berater für den Film war, sagt in Kapitel 15 von The Science of Interstellar , dass es drei einstellbare Hauptparameter oder „Griffe“ gab, die sie verwenden konnten, um einen Blick auf das Wurmloch zu werfen, das Christopher Nolan und seine Auswirkungen hatte Supervisor Paul Franklin gefielen am besten: der Radius des Wurmlochs, seine Länge und etwas, das als "Linsenbreite" bezeichnet wird, die durch die Krümmung des Raums außerhalb jedes "Munds" bestimmt wird. Aber für alle gegebenen Werte dieser Parameter verwendeten sie die realen theoretischen Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, um das Aussehen des Wurmlochs zu bestimmen:
Genau wie ich es für Gargantua (Kapitel 8) getan hatte, benutzte ich Einsteins relativistische Gesetze, um Gleichungen für die Pfade von Lichtstrahlen um und durch das Wurmloch abzuleiten, und ich arbeitete ein Verfahren aus, um meine Gleichungen zu manipulieren, um die Gravitationslinse des Wurmlochs und daraus zu berechnen was eine Kamera sieht, wenn sie das Wurmloch umkreist oder hindurchfährt. Nachdem ich überprüft hatte, ob meine Gleichungen und Verfahren die Art von Bildern erzeugten, die ich erwartete, schickte ich sie an Oliver und er schrieb einen Computercode, der in der Lage war, die für den Film benötigten hochwertigen IMAX-Bilder zu erstellen. Eugénie von Tunzelmann fügte Hintergrundsternfelder und Bilder von astronomischen Objekten für das Wurmloch zur Linse hinzu, und dann begannen sie, Oliver und Paul, den Einfluss meiner Griffe zu untersuchen.
Das Buch enthält auch einige Bilder, die zeigen, wie sich das visuelle Erscheinungsbild des Wurmlochs ändert, wenn diese drei "Griffe" auf verschiedene Weise eingestellt werden. Insbesondere zeigt er, dass das Ausmaß der Verzerrung von Objekten in der Nähe des sichtbaren Randes des Wurmlochs von der "Linsenbreite" abhängt, die die Schärfe des Übergangs vom Hals zum Raum außerhalb des Munds des Wurmlochs misst - wenn der Übergang schärfer ist, Der Raum draußen wird also in ziemlich kurzen Abständen fast flach, dann gibt es am Rand einen dünneren Bereich mit verzerrten Formen.
Schließlich bemerkt Thorne am Ende des Kapitels, dass die Leute für die visuellen Effekte, obwohl sie das äußere Erscheinungsbild genau modelliert haben, für die Reise durch das Wurmloch eine künstlerische Freiheit genommen haben, indem sie „eine Interpretation erstellt haben, die durch Simulationen mit meinen Gleichungen informiert, aber erheblich verändert wurde künstlerische Frische hinzufügen."
Es gibt keinen Grund dafür, dass ein passierbares Wurmloch kugelsymmetrisch ist; Tatsächlich scheint es selbst nach Wurmlochstandards sehr unwahrscheinlich, dass dies der Fall wäre.
Der Grund dafür ist, dass bei kugelförmiger Symmetrie die exotische Materie und alle dafür erforderlichen Eindämmungsstrukturen kugelförmig verteilt sind, was bedeutet, dass sie das Wurmloch auf allen Seiten blockieren und Sie sie durchqueren müssen, um es zu durchqueren . Interstellar scheint dieses Problem völlig zu ignorieren. Ihre Raytracing-Simulation behandelt das Wurmloch als Vakuum (was es nicht ist) oder behandelt zumindest die exotische Materie und die Containment-Maschinerie als völlig unsichtbar und nicht greifbar. Ich nehme an, das ist nicht unmöglich – sie könnten aus Schattenmaterie bestehen –, aber es fügt einer bereits weit hergeholten Idee eine weitere Ebene von Weit hergeholt hinzu.
Kip Thornes Originalarbeit mit Michael Morris ( ohne Paywall ) verbringt viel Zeit damit, die Kräfte zu analysieren, denen ein Schiff beim Durchqueren des Wurmlochs ausgesetzt ist, da die Überlebensfähigkeit der Reise der Geometrie Grenzen auferlegt (Abschnitt II.E). Diese Analyse ist nur notwendig, weil ihre Annahme einer Kugelsymmetrie es dem Schiff unmöglich macht, den Bereichen hoher Krümmung auszuweichen.
In Abschnitt II.F.4 schlagen sie vor, eine kleine Vakuumröhre durch die Kugel zu führen. Aber ich denke, Sie können die sphärische Symmetrie genauso gut ganz vergessen und ein Wurmloch mit Ecken machen:
Der mittlere Teil dieses Verteilers, durch den das Raumschiff passieren würde, ist flach. Die gesamte exotische Materie befindet sich an den Enden, und Sie können eine solide Eindämmungsstruktur darum legen, ohne das Schiff zu blockieren.
Das Ergebnis der Erweiterung auf 3 räumliche Dimensionen ist die Art von Spiegelportal, das seit Jahrhunderten eine tragende Säule von Fantasy-Geschichten ist:
Die exotische Materie befindet sich im Rahmen, und an anderer Stelle gibt es keine signifikante Krümmung (und insbesondere keine Verzerrung des Lichts, das durch die Mitte fällt).
Es ist mit ziemlicher Sicherheit unmöglich, so etwas zu machen, aber es scheint viel plausibler zu sein als das, was in Interstellar oder in Hypnosifls Antwort gezeigt wird.
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GreenAsJade
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Sean
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