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“理论黑洞”可以抹去你的过去,搅乱你的未来

前瞻网    2021-11-04 09:23

 

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有一个关于“黑洞很奇怪”的研究:早在2018年,一个数学家团队计算出,膨胀宇宙中的一些黑洞可以按下历史记录的“重置”按钮,抹去过去,将未来变成一个巨大的问号。

从观察者的角度来看,这个黑洞到底是什么样子,谁也说不准。但是,如果它被证明是真的,我们可能最终得到现代宇宙学中最大疑问的答案。

如果遵循物理学定律的逻辑结论,一个坍塌的恒星的所有质量都会被挤压到一个无限小的点,称为奇点。就像是,一些物理崩溃的空间对宇宙的其他部分保留了些秘密。

为了处理基于规则的宇宙和黑洞关系之间的破裂,物理学家应用了一种叫做宇宙监督假设的理论。

宇宙监督假设有两种。一种认为黑洞内有一个屏障,超过这个屏障,物理学不存在了,什么都无法预测。这个屏障将这些麻烦的奇点与空间和时间的其他部分隔离开来。

同时,另一个强宇宙监督假设的版本认为,不存在物理上的“无法无天”。它让这个障碍消失,让物理学以某种形式延续下去。

加利福尼亚大学伯克利分校的数学家彼得·欣茨(Peter Hinz)对第二版本有疑虑:“自90年代中期以来,人们已经沾沾自喜了约20年,认为强宇宙监督假设总是被验证的。我们现在在挑战这个观点。”

欣茨和他的团队正在研究被称为Reissner-Nordström-de Sitter(RNAdS)黑洞的假想的带电非旋转物体。从理论上讲,这些黑洞有一个被称为柯西视界(Cauchy horizon)的屏障。

在柯西视界之外,这个扭曲的景观内没有因果关系,但时间和空间被平滑地抹成了一个无限的瞬间。

强宇宙监督假设的倡导者认为,哪怕是在坍缩恒星的引力中出现最轻微的偏差,这些视界也会被奇点湮没。因此应该排除柯西视界,支持强宇宙监督假设。

2018年的研究表明,即使有这样的干扰,这两个黑洞也可以在技术上继续共存,但前提是该黑洞周围的宇宙像我们的宇宙一样在加速膨胀。

这个结论背后的推理是相当复杂的,这里只是一个简要的概述。

由于它们的电荷,RNAdS黑洞有一个轻微的内部推力来抵抗引力的巨大拉力,巧妙地对抗其时间和空间扭曲的影响。

与此同时,不断膨胀的宇宙为奇点周围的物理弯曲设定了时间和能量的限制。

这两种效应的结合将为柯西视界提供一些保护,既给我们一个物理上令人震惊的奇点,也给我们一个在一条不返回线后面的无限瞬间。

在这个奇怪的区域里,物体将与它们的过去脱节,没有特定的未来。跨入这个区域意味着你再也回不去了,但你也不会被压成一个点。

如果你不知道那会是什么感觉,请放心,研究人员也不是那么确定。

来自葡萄牙里斯本大学的物理学家和团队成员若昂·科斯塔用一个熟悉的话题解释了这一点:“想想薛定谔的猫,我们可以为猫的生与死分配概率。但如果猫落入柯西视界内,我们甚至无法计算这些概率。”

这使得黑洞的怪异性甚至比量子力学的疯狂性更奇怪。

由于RNAdS黑洞可能根本不存在,这暂时只是一个哲学问题,但这并不意味着这个猜想毫无用处。

对于典型的中性荷电黑洞,数学仍然有效,科学家认为,甚至可以在黑洞碰撞产生的引力波中观察到这种现象。

如果它是真的,人类或许能够一瞥其真容,看到宇宙中那些被永远锁住的秘密。

该研究论文题为'Quasinormal Modes and Strong Cosmic Censorship',已发表在《物理评论快报》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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