المستقبل الزمني للنقطة صيعد سلوك الاضطرابات الصغيرة في مجالات الجاذبية والكهرومغناطيسية داخل الثقب الأسود موضوعًا قديمًا للبحث في النظرية النسبية العامة (GR). نحن بحاجة إلى أن نعرف بدقة شديدة كيف تتحلل هذه الاضطرابات من أجل تعزيز فهمنا لطبيعة الجاذبية ، من تفسير بيانات موجات الجاذبية المسجلة إلى أسئلة أكثر جوهرية ، مثل الطبيعة الحتمية للموارد الوراثية.
يشير ظهور
أفق كوشي في التطبيقات الفيزيائية الفلكية لحسابات أينشتاين إلى انتهاك محتمل للحتمية في إطار الموارد الوراثية. كما تعلمون ، فإن أفق كوشي يحد من "منطقة التنبؤ": بالنسبة لأفق كوشي ، لا يمكن التنبؤ بأية غموض في النظرية الكلاسيكية أو النظرية الكمومية ، لأن جزءًا من المعلومات الضرورية يأتي من مناطق أخرى من الزمكان لا تتقاطع مع سطح كوشي الجزئي الأولي.
وبعبارة أخرى ، لم يعد بإمكاننا التنبؤ بمستقبل المراقب الذي يعبر أفق كوشي بناءً على الظروف الأولية قبل تقاطع الأفق ومعادلات أينشتاين. ومع ذلك ، في سياق الزمكان للثقب الأسود (BH) ، يمكن للمرء أن يتوقع أنه يمكن تضخيم الاضطرابات في المنطقة الخارجية بشكل لا نهائي ، وتحويل أفق كوشي من الداخل إلى تفرد (الحدود النهائية) ، والتي لم تعد المعادلات الميدانية بعدها ذات معنى. إن مثل هذا الافتراض مثبت في فرضية بنروز حول
مبدأ "الرقابة الكونية" .
صاغ بنروز المبدأ على النحو التالي: "الطبيعة تكثر في التفرد العاري". وهذا يعني أن فراغات الزمكان تظهر في أماكن ، مثل المناطق الداخلية للثقوب السوداء ، مخفية عن المراقبين.
نشرت مجموعة من علماء الرياضيات من جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، ومعهد Perimeter للفيزياء النظرية (كندا) ، ومعهد الفيزياء النظرية ومركز الظواهر المتطرفة والظواهر الناشئة من جامعة أوتريخت (هولندا)
ورقة علمية توضح أن مبدأ "الرقابة على الفضاء" مرتبط بشكل مباشر مع قوة الحدود الخارجية لأفق كوشي تمنع الاضطرابات في مجالات الجاذبية والكهرومغناطيسية. إن تحليل طبيعة هذا التوهين يجعل من الممكن افتراض ما يحدث على الحدود الداخلية لأفق كوشي ، حيث تظهر التفرد - وما يعنيه هذا للمسافر الذي يصل إلى هناك.
على وجه التحديد ، درس العلماء الحقول العددية بلا كتل خارج الثقوب السوداء في نموذج Reisner-Nordström لمساحة de Sitter ، أي للنموذج الكوني النسبوي. يتم تحديد معدل توهينها بواسطة الأنماط شبه الطبيعية للثقب الأسود. بطبيعة الحال ، يتم إجراء قياسات للخصائص الفيزيائية وراء أفق الحدث من خلال طرق رياضية بحتة: "لا يمكن للفيزيائي الدخول إلى ثقب أسود وقياسه" ،
كما يقول بيتر هينز من بيركلي ، أحد مؤلفي العمل العلمي. - هذا السؤال يمكن دراسته رياضياً فقط ، ولكن له نتائج جسدية وفلسفية تقريباً. من وجهة النظر هذه ، تصبح معادلات أينشتاين أكثر إثارة للاهتمام من الناحية الرياضية ".
حدد مؤلفو العمل العلمي
ثلاث عائلات من الأنماط في هذه الزمكان. ترتبط عائلة واحدة مباشرة بمجال الفوتون ويتم وصفها جيدًا. النوع الثاني من الوضع ، مع وجوده وجدوله الزمني ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بأفق de Sitter. وأخيرًا ، تهيمن العائلة الثالثة على الثقوب السوداء المشحونة بشكل كبير تقريبًا - وهي موجودة أيضًا في إصدارات مسطحة تقارب الزمان.
يقول المؤلفان إن المتغيرين الأخيرين من الأنماط يبدو أنه لم يلاحظهما أحد في الأدبيات الموجودة حول فيزياء الثقب الأسود. لذلك ، قدموا في عملهم وصفا مفصلا للاضطرابات العددية لمثل هذه BHs وأثبتوا الفرضية القائلة بأن مبدأ "الرقابة الكونية" ينتهك في متغير BH بشحنة قريبة من المتطرفة.
ماذا يعني انتهاك مبدأ "الرقابة الكونية" في هذه الثقوب السوداء؟ هذا يعني أن بعض التفردات قد تكون متاحة للمراقب الخارجي - وإن كانت لها عواقب غريبة عليه.
وفقا للمحاكاة ، عند الاختراق في مثل هذا الثقب الأسود النظري ، لن يتوقف المراقب عن الوجود ، ولكن سيتم مسح ماضيه. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم فتح عدد لا حصر له من الخيارات المحتملة للمستقبل أمامه ، مثل صاحب سيف الاحتمالات من رواية الخيال العلمي "ندبة" من الصين Mievilya.
لن يتمكن المراقب أبدًا من الخروج من الثقب الأسود ورواية قصته ، ولكن هذا لا يهم ، لأنه لم يعد هناك أحد من الماضي ، تمامًا كما لن يكون هناك ماض.
تم
نشر المقالة العلمية في 17 يناير 2018 في مجلة
Physical Review Letters (doi: 10.1103 / PhysRevLett.120.031103 ،
pdf ).