Masa depan kronologis untuk poin pPerilaku gangguan kecil dari medan gravitasi dan elektromagnetik di dalam lubang hitam adalah subjek penelitian yang sudah lama ada di General Theory of Relativity (GR). Kita perlu tahu persis bagaimana gangguan ini membusuk untuk memajukan pemahaman kita tentang sifat gravitasi, dari menafsirkan data gelombang gravitasi yang direkam hingga pertanyaan yang lebih mendasar, seperti karakter deterministik dari GR.
Munculnya
cakrawala Cauchy dalam aplikasi astrofisika dari perhitungan Einstein memberi sinyal kemungkinan pelanggaran determinisme dalam kerangka GR. Seperti yang Anda ketahui, cakrawala Cauchy membatasi “wilayah prediktabilitas”: Untuk cakrawala Cauchy, prediksi yang tidak ambigu dalam teori klasik maupun kuantum tidak mungkin, karena sebagian informasi yang diperlukan berasal dari area lain dari ruang-waktu yang tidak berpotongan dengan permukaan Cauchy parsial awal.
Dengan kata lain, kita tidak bisa lagi memprediksi masa depan pengamat yang melintasi cakrawala Cauchy berdasarkan kondisi awal sebelum persimpangan cakrawala dan persamaan Einstein. Namun demikian, dalam konteks ruang-waktu dari black hole (BH), orang dapat berharap bahwa gangguan dari wilayah eksternal dapat diperkuat secara tidak terbatas, mengubah cakrawala Cauchy dari dalam menjadi singularitas (batas akhir), di luar yang persamaan lapangan tidak lagi masuk akal. Asumsi semacam itu diperkuat dalam hipotesis Penrose tentang
prinsip "sensor kosmik .
"Penrose merumuskan prinsip sebagai berikut: "Alam berlimpah dalam singularitas telanjang." Ini berarti bahwa singularitas ruang-waktu muncul di tempat-tempat yang, seperti daerah bagian dalam lubang hitam, disembunyikan dari pengamat.
Sekelompok ahli matematika dari University of California di Berkeley, Institut Perimeter Fisika Teoritis (Kanada), Institut Fisika Teoritis dan Pusat untuk Benda-Benda Ekstrim dan Fenomena Muncul dari Universitas Utrecht (Belanda) menerbitkan sebuah
karya ilmiah yang menjelaskan bahwa prinsip “sensor ruang” berhubungan langsung dengan seberapa kuat batas terluar cakrawala Cauchy menekan gangguan medan gravitasi dan elektromagnetik. Analisis sifat pelemahan ini memungkinkan untuk mengasumsikan apa yang terjadi pada batas dalam cakrawala Cauchy, tempat singularitas muncul - dan apa artinya ini bagi pelancong yang tiba di sana.
Secara khusus, para ilmuwan telah mempelajari bidang skalar tanpa massa di luar lubang hitam dalam model Reisner-Nordström untuk ruang de Sitter, yaitu, untuk model kosmologis relativistik. Tingkat atenuasi mereka ditentukan oleh mode quasinormal dari black hole. Tentu saja, pengukuran karakteristik fisik di luar horizon peristiwa dilakukan dengan metode matematika murni: "Tidak seorang fisikawan bisa masuk ke lubang hitam dan mengukurnya,"
kata Peter Hinz dari Berkeley, salah satu penulis karya ilmiah. - Pertanyaan ini hanya dapat dipelajari secara matematis, tetapi memiliki konsekuensi fisik, hampir filosofis. Dari sudut pandang ini, persamaan Einstein menjadi lebih menarik secara matematis. ”
Para penulis karya ilmiah mengidentifikasi
tiga keluarga mode dalam ruang-waktu ini. Satu keluarga berhubungan langsung dengan bola foton dan dijelaskan dengan baik. Tipe mode kedua, dengan keberadaan dan garis waktunya, terkait erat dengan cakrawala de Sitter. Akhirnya, keluarga ketiga mendominasi lubang hitam yang bermuatan hampir ekstrem - dan juga hadir dalam versi ruang-waktu yang datar tanpa gejala.
Para penulis mengatakan bahwa dua varian terakhir dari mode tampaknya tidak diperhatikan dalam literatur yang ada pada fisika lubang hitam. Oleh karena itu, dalam pekerjaan mereka, mereka memberikan uraian terperinci tentang gangguan skalar dari BH tersebut dan memperkuat hipotesis bahwa prinsip "sensor kosmik" dilanggar dalam varian BH dengan muatan mendekati ekstrim.
Apa yang melanggar prinsip "sensor kosmik" dalam lubang hitam ini? Ini berarti bahwa beberapa singularitas mungkin tersedia untuk pengamat eksternal - meskipun dengan konsekuensi aneh baginya.
Menurut simulasi, setelah penetrasi ke dalam lubang hitam teoritis, pengamat tidak akan berhenti ada, tetapi masa lalunya akan dihapus. Selain itu, sejumlah kemungkinan opsi yang mungkin tak terbatas untuk masa depan akan terbuka di hadapannya, seperti pemilik Sword of Probability dari novel fiksi ilmiah "Scar" oleh China Mievilya.
Pengamat tidak akan pernah bisa keluar dari lubang hitam dan menceritakan kisahnya, tetapi itu tidak masalah, karena tidak ada seorang pun dari masa lalu yang akan ada lagi, sama seperti tidak akan ada masa lalu.
Artikel ilmiah ini
diterbitkan pada 17 Januari 2018 dalam jurnal
Physical Review Letters (doi: 10.1103 / PhysRevLett.120.031103,
pdf ).