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事实上除了虫洞之外,还有许多爱因斯坦场方程的解具有这种令人担忧且违反直觉的性质。
1949年,数学家库尔特·哥德尔(KurtG?del)发现了一种描述旋转宇宙的解,其中包含的闭合类时曲线与《土拨鼠之日》的循环完全相同,这些曲线在无尽循环中反复穿过同一个事件(显然“自由意志”
不是场方程的一部分)。
克尔解中有描述事件视界之外的时空的部分,我们认为这在现实世界中是具有真正物理意义的。
与此同时,克尔解在数学上关于事件视界内的部分是合理的,但目前还不清楚其是否具有任何物理上的相关性。
在克尔解的这一部分中,奇点不是一个点(在非旋转黑洞中是一个点),而是快速转动的环的形状(不过其现实有效性还仅限于推测)。
这种环状奇点被闭合类时曲线所包围。
在这样的曲线上,你的未来也是你的过去,理论上你有可能在你的父母出生之前谋杀你的祖父母!因此,闭合类时曲线的存在让与时间旅行相关的各种悖论成为可能。
对此一种可能的解决方案是承认我们没有将量子力学(描述非常小的物体)和广义相对论(描述非常重的物体)联系起来的理论,也就是我们没有量子引力理论。
我们不知道极重却极小的物体的物理特性。
大多数物理学家认为我们需要这种理论,才能充分理解非常接近奇点的地方的时空特性。
因此,或许爱因斯坦场方程的这些奇怪的解并不真正存在于宇宙中,因为它们被基本的量子力学性质所禁止。
例如,量子效应可能会使虫洞不稳定。
斯蒂芬·霍金(StephenHawking)认为情况确实如此,并将这一原则称为“时序保护猜想”
。
他讽刺道:这是可以保证宇宙免于历史学家侵害的基本原则。
旋转黑洞的内部有许多事情都在我们对基础物理的理解极限之外,因此我们很多描述都是高度依赖推测的。
相比之下,黑洞的旋转及其对周围环境的影响,对于理解我们用望远镜所看到的东西具有巨大的现实意义。
因此,接下来我们将更加详细地考虑当物质落入黑洞时会发生什么。
[1] 原文为“spinisasiableirophysicalblackholesasitisi-daypoliti一词有“自旋”
和“倾向性报道”
两个意思。
[2] 此处为abadhairday的双关,hair可以指黑洞的参数,而abadhairday是指不愉快的一天。
[3] 进动是指旋转物体在外力的作用下,自转轴绕某一中心旋转。
[4] 即克尔得到的旋转黑洞的度规。
[5] 能层英文为ergosphere,其中sphere的意思是球面。
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