磁化尘埃黑洞与虫洞

我们考虑广义相对论中的推广托尔曼解，该解描述了在外部电场或磁场存在下球形尘埃云的演化。该解包含三个任意函数 $f(R)$、$F(R)$ 和 $\tau_0(R)$，其中 $R$ 是共动参考系中的径向坐标。该解分为三个分支，对应于双曲型 ($f >0$)、抛物型 ($f=0$) 和椭圆型 ($f < 0$) 运动。在此类模型中，我们研究了虫洞喉（定义为固定时刻的最小半径球面）可能的存在性，并证明了在对任意函数施加特定条件下，椭圆分支中存在喉。进一步表明，喉的法向量是类时矢量（除了在最大膨胀时刻，此时该矢量为零），因此喉通常位于时空的 T-区域中。因此，如果这样一个尘埃云被置于两个空的（赖斯纳-诺德斯特伦或史瓦西）时空区域之间，整个构型是一个黑洞而非虫洞。然而，具有喉的尘埃云可以被嵌入充满尘埃的闭合各向同性宇宙学模型中，形成存在有限时间并随相应宇宙学一起膨胀和收缩的虫洞。给出了显式例子和数值估计。通过对径向零测地线的数值研究，确立了类似虫洞的演化尘埃层的可能可穿越性。