这些异常的黑洞提供了无限数量的可能期货

带电的球形星引力坍塌形成带电的黑洞的时空图。穿越事件视界的观察者最终将遇到柯西视界，这是可以根据初始数据预测的时空区域的边界。加州大学伯克利分校的彼得·辛兹（Peter Hintz）和他的同事们发现，时空区域（用问号表示）无法像我们自己一样，根据宇宙中不断膨胀的初始数据来预测。这违反了强大的宇宙审查原则。

在现实世界中，您的过去将决定您的未来。如果物理学家知道宇宙是如何开始的，那么她可以计算出所有时间和所有空间的未来。

但是加州大学伯克利分校的一位数学家发现了某些类型的黑洞，在这些黑洞中，该定律被打破了。如果有人冒险进入这些相对温和的黑洞之一，它们可以生存，但过去的历史将被抹杀，并且它们可能拥有无限数量的未来。

过去曾提出过这样的主张，物理学家援引“强大的宇宙审查”来解释它。就是说，灾难性的事件（通常是可怕的死亡）将阻止观察者实际进入时空区域，在该区域中，他们的未来并不是唯一确定的。这项原则是物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）于40年前首次提出的，它使神圣不可侵犯的思想（确定性）成为任何物理理论的关键。也就是说，鉴于过去和现在，宇宙的物理定律不允许一个以上的未来。

但是，加州大学伯克利分校博士后研究员彼得·辛茨说，数学计算表明，对于像我们这样的宇宙中某些特定类型的黑洞，这些黑洞正以加速的速度膨胀，它有可能在从确定性世界过渡到非确定性世界的过程中幸存下来。确定性黑洞。

在未来是无法预测的空间里，生活是什么样子还不清楚。但是，这一发现并不意味着爱因斯坦的广义相对论方程到目前为止就已经完美地描述了宇宙的演化，这是错误的。

“没有物理学家会进入黑洞并对其进行测量。这是一个数学问题。但是从这个角度来看，这使爱因斯坦的方程式在数学上变得更加有趣。”他说。“这是一个实际上只能以数学方式研究的问题，但是它具有物理的，几乎是哲学的含义，这使其非常酷。”

葡…萄牙里斯本大学Vitor Cardoso，JoãoCosta和Kyriakos Destounis的同事说：“这一结论与广义相对论的严重失败相对应，鉴于现代宇宙论在加速发展中的重要性，不能轻易掉以轻心。” ，以及乌得勒支大学的阿隆·詹森（Aron Jansen）。

正如《物理学世界》（Physics World）所引用的那样，加州大学圣塔芭芭拉分校的加里·霍洛维茨（Gary Horowitz）并未参与这项研究。他说，这项研究提供了“我所知的最佳证据，证明它违反了引力和电磁学理论中对宇宙的严格检查。”

Hintz和他的同事上个月在《 Physical Review Letters》杂志上发表了一篇描述这些异常黑洞的论文。

超越事件的视野

黑洞是怪异的物体，它们的名字得益于这样的事实，即没有任何东西可以逃脱其引力，甚至没有光线。如果您冒险距离太近并越过所谓的事件范围，您将永远无法逃脱。

对于小黑洞，无论如何，您永远都无法幸免。靠近事件视线的潮汐力足以使任何东西都意粉化：也就是说，将其拉伸到一串原子为止。

但是对于大的黑洞，像银河系这样的银河系核心的超大质量物体，它们重达数千万甚至不是数十亿倍的恒星质量，穿越事件视界将是很顺利的。

因为从我们的世界过渡到黑洞世界应该有可能幸存，所以物理学家和数学家们一直在想知道这个世界会是什么样子，并转向爱因斯坦的广义相对论方程来预测黑洞内的世界。在观察者到达中心或奇点之前，这些方程一直有效，在理论计算中，时空的曲率变为无限大。

然而，甚至在到达中心之前，一个黑洞探险家（永远无法将她所发现的东西传达给外界）可能会遇到一些怪异而致命的里程碑。Hintz研究了一种特定类型的黑洞-一个带电荷的标准非旋转黑洞-这样的物体在事件层内具有所谓的柯西层。

柯西视界是确定性崩溃的地方，过去不再决定未来。包括彭罗斯（Penrose）在内的物理学家都认为，没有观察者可以穿过柯西视界点，因为它们将被歼灭。

正如论证所言，随着观察者接近地平线，时间变慢了，因为在强引力场中时钟的滴答声变慢了。当光，引力波和其他遇到黑洞的物体不可避免地朝柯西地平线落下时，同样向内倾倒的观察者最终将看到所有这些能量同时在桶中传播。实际上，黑洞在宇宙的整个生命周期中看到的所有能量都同时击中了柯西地平线，这使任何遥远的观察者都被遗忘了。

在不断扩大的宇宙中永远看不到

然而，欣兹意识到，这可能不适用于正在加速发展的宇宙，例如我们自己的宇宙。由于时空正变得越来越远，因此遥远的宇宙根本不会影响黑洞，因为能量的传播速度不会超过光速。

实际上，落入黑洞的可用能量只是包含在可观察范围内的能量：黑洞在其存在过程中可以期望看到的宇宙体积。例如，对我们来说，可观测的范围大于我们可以看到的138亿光年，因为它包括了我们将永远看到的一切。宇宙的加速膨胀将使我们无法看到约465亿光年的地平线。

在那种情况下，宇宙的膨胀抵消了黑洞内部时间膨胀引起的放大，在某些情况下，它会完全抵消它。在那种情况下，尤其是光滑的，不旋转的带有大量电荷的黑洞，即所谓的Reissner-Nordström-deSitter黑洞，观察者可以穿越柯西地平线进入不确定的世界。

他说：“爱因斯坦方程式有一些精确的解决方案，它们完全光滑，没有扭结，没有潮汐力达到无穷大，在此柯西地平线及以后的所有区域内，一切都表现得很好。”会很痛苦，但短暂。“在那之后，所有赌注都消失了；在某些情况下，例如Reissner-Nordström-deSitter黑洞，人们可以完全避免中心奇点，并且可以永远生活在未知的宇宙中。”

他说，诚然，带电的黑洞不太可能存在，因为它们会吸引带相反电荷的物质，直到它们变为中性为止。但是，带电黑洞的数学解决方案被用作旋转黑洞内部发生情况的代理，这很可能是常态。辛茨认为，光滑，旋转的黑洞（称为Kerr-Newman-de Sitter黑洞）的行为方式相同。

“这令人不安，您可以先带一个带电的恒星，然后坍塌到一个黑洞，然后爱丽丝在这个黑洞内移动，如果黑洞的参数足够极端，这可能是她可以越过柯西地平线，就可以生存下来并到达宇宙某个区域，在那里知道恒星的完整初始状态，她将无法说出将要发生的事情。”辛茨说。“它不再由对初始条件的充分了解来唯一地确定。这就是为什么它很麻烦。”

他与Cardoso及其同事合作发现了这些类型的黑洞，他们计算了黑洞在受到重力波撞击时是如何响起的，以及它的色调和泛音中持续时间最长的。在某些情况下，即使最长的幸存频率也衰减得足够快，以防止放大将柯西视界变成死区。

欣茨的论文已经引发了其他论文，其中之一据称表明行为最正常的黑洞不会违反确定论。但是欣茨坚持认为，一次违反的实例太多了。

他说：“自90年代中期以来，人们已经沾沾自喜了20多年，人们一直在验证强大的宇宙学检查制度。”“我们挑战这一观点。”

出版物：Vitor Cardoso等人，“准正常模式和强大的宇宙审查”，物理学。莱特牧师120，031103，2018年1月17日，doi：10.1103 / PhysRevLett.120.031103