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黑洞裡面可能是一個與現世完全相反的世界嗎?

黑洞是根據廣義相對論預言的一種緻密天體。

根據廣義相對論,當具有一定質量的天體壓縮到一定的半徑範圍內,它周圍的時空就彎曲得與外界時空垂直了,此時就沒有任何物質能量可以逃離,因為在這個半徑範圍內,沒有任何的空間方向是指向外界的,黑洞里只有一個方向,就是奇點的方向。

根據黑洞的相關理論,在黑洞內,由於時空的極度彎曲,時間和空間互換了,本來沿空間方向落入黑洞的物質將沿時間方向落向奇點,這將是一個不可逆的過程。

也就是說,黑洞里所有物質都會落向奇點,其它地方除了下落中的物質,將什麼都沒有。所以黑洞裡面其實只有一個體積無窮小的奇點。這是根據史瓦西度規得到的簡化條件的靜態黑洞。

但是實際上史瓦西黑洞是不存在的,因為在黑洞自然形成過程中,必然存在角動量,當黑洞形成後,黑洞將完全擁有之前坍縮天體的角動量,它幾乎不可能是靜態的。因此後來紐西蘭物理學家克爾根據帶轉動的克爾度規得到另一個精確解——克爾解。

根據克爾解得到的克爾黑洞將比史瓦西黑洞的結構複雜多了。克爾黑洞由於高速的自轉,奇點將不再是一個幾何點,而是會在強大的離心力作用下形成一個環,稱為奇環。由於高速轉動,克爾黑洞將形成兩個視界,一個是內視界,一個是外視界。這是由於廣義相對論的空間拖拽相應導致在兩個相反方向上逃逸速度差所產生的。

星際穿越了的黑洞就是典型的克爾黑洞。克爾黑洞裡面還會產生兩個額外的奇點,一個稱為下落奇點,一個稱為外飛奇點,由於這兩個奇點附近的空間曲率相對較低,因此也被稱為溫和的奇點,星際穿越里的庫珀落入的四維空間,就處在外飛奇點旁,由於設計的曲率比較小,所以他活著掉進去了……

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