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如果掉進這個黑洞,你將失去過去,並擁有無限未來,「永遠活著」

無論克里斯托弗·諾蘭執導的科幻電影《星際穿越》,還是劉慈欣執筆的科幻小說《三體》,我們在無數作品中都或多或少地接觸過黑洞。如果有人掉進黑洞,他將永遠被吞噬?還是能夠穿越時空,前往久遠的過去或者神秘的未來?

當今大多數物理學家都會告訴你,如果掉進黑洞,你的身體會被撕成碎片。

不過,有學者剛剛提出了新的看法,挑戰了舊有理論。來自加利福尼亞大學伯克利分校的數學家皮特·欣茨認為,宇宙中可能存在著能夠讓人活下去的黑洞。只是,你可能會陷入奇怪的現實世界。

這些黑洞會破壞你過去的生活,並把你拋到一個充滿無限可能的未來的平行世界。

之所以會這樣,是因為另一個世界中的宇宙不會受我們的因果規律支配。

研究人員表示,這樣的結果就是,你可以「永遠活著」。

皮特是在計算一個電荷進入特定類型黑洞的結果時發現了這個問題。

在現實世界中,你的過去決定了你的未來,而這個決定論支配著物理定律。

這意味著宇宙的自然規律不允許存在超過一個可能的未來。

如果有科學家確切地知道宇宙是如何開始的,那麼在理論上,他們就可以計算出在剩下的所有時間和空間中將會發生什麼。

皮特博士發現,對於被稱為「萊斯納-諾德斯特洛姆度規(Reissner-Nordstr?m-de Sitter)」的黑洞,這種決定論並不適用。

如果太空旅行者能夠冒險進入這種相對溫和的黑洞,他們有可能會倖存下來。

這會讓他們從我們的確定性世界步入一個非確定性的黑洞,從理論上講,他們可能會從另一端出來。

如果他們能夠避開黑洞內無限密集的奇點,他們可能會有幸出現在另一邊的另一個宇宙中。

接下來會發生什麼?誰也不知道。因為在非確定性的宇宙中,因果關係已經不存在了。

任何事物的一切結果都可能會同時存在。

這種奇怪的現象是愛因斯坦廣義相對論所描述的一個怪事。在過去的一個世紀里,科學家們一直以廣義相對論為標準模型來解釋引力作用。

加拿大滑鐵盧大學物理與應用數學教授羅伯特·麥恩曾說,在物理學中,初始條件和物理定律通常應該能完全確定任何物理系統中會發生什麼事情。

「然而廣義相對論並不具備這個特徵,即使你了解整個宇宙中物質和能量的初始分布,廣義相對論的方程一般也無法預測時空的整個未來。」

皮特教授研究的是一種特定類型的非旋轉黑洞,它們的視界內有一個所謂的柯西視界。

柯西視界可以說是決定論崩潰的地方,過去不再決定未來。

物理學家們認為,沒有觀察者能夠穿越柯西視界點,因為他們都會被毀滅。

有觀點認為,隨著觀察者接近柯西視界,時間會變慢,因為時鐘在強引力場中會變慢。

光、引力波以及任何其他接觸到黑洞的物體都不可避免地向柯西視界傾斜,觀察者也會向內部墜落,並最終將看到所有這些能量同時飛馳其中。

實際上,黑洞在宇宙的整個生命周期中所看到的所有能量都將同時衝擊柯西視界,並使任何接近的觀測者永久地覆滅。

不過,皮特博士在計算中發現,Reissner-Nordstr?m-de Sitter黑洞可能是這種規則的一個例外。

他表示:「沒有哪個物理學家會進入黑洞去測量它,所以這是一個數學問題。但從這個角度來看,這使愛因斯坦的方程式在數學層面上更為有趣。這是一個只能從數學上研究的問題,但它具有物理的,甚至是哲學上的意義,這實在是件很酷的事情。愛因斯坦方程的一些精確解是非常平滑的,沒有紐結,一切都完美地表現在這個柯西視界之外。一旦跨越那個界限,一切就都不好說了。」

皮特博士的計算之所以成立,是因為宇宙正在以越來越快的速度擴張。

儘管時空越來越分散,但黑洞另一邊的宇宙大部分都根本不會受到影響。

能量的傳播速度無法超過光速,因此只有黑洞可觀測視界內的物質和能量才能在其整個生命周期內被吸收。

在這種情況下,宇宙的膨脹將抵消由黑洞內部時間膨脹引起的放大效應,這种放大會導致所有的事情一股腦地湧向觀察者。

對於某些情況,例如在Reissner-Nordstr?m-de Sitter黑洞中,這種時空的拉伸將完全消除時間膨脹,從而使旅行者能夠毫髮無損地通過。

目前,相關研究的完整結果已經發表在《物理評論快報(Physical Review Letters)》雜誌。

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