数学家新发现：有的黑洞能抹掉你的过去拥有无限未来学术资讯

▲一个带电的球形恒星由于引力坍缩而形成带电黑洞的时空图示。

据一月在《物理评论快报》杂志上发表的一篇论文称，美国加州大学伯克利分校的数学家们描述了一类不同寻常的黑洞，该类型的黑洞——膨胀的宇宙中带电荷、不旋转的天体——能让黑洞中的观察者穿越地平线去到一个过去被抹掉的地方，并且在那里每一个初始状态都有无限种可能的未来，而这违背了当今不少物理学家所坚持的宇宙决定论。

根据爱因斯坦的广义相对论，你的过去和现在决定了你的未来，他们认为这是由“强大的宇宙监察”机制所决定的。这是过去物理学界的一种说法，物理学家们援引“强大的宇宙监察假设”理论来解释它。也就是说，某种灾难性的东西——通常是可怕的死亡——会阻止观察者进入一个特定的时空区域，而在那里他们的未来并非是唯一确定的。这一理论原则是四十年前由物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）首次提出的，它让决定论保持了神圣不可侵犯的地位，而决定论则是任何物理学理论的关键。换句话说，当过去和现在是一定时，宇宙的物理法则只允许存在一种可能的未来。

然而，加州大学伯克利分校的博士后彼德·欣茨（Peter Hintz）说，数学计算表明，对于像我们这样正在加速膨胀的宇宙中某些特定类型的黑洞来说，观测者有可能会在从一个决定论的世界进入一个非决定论的黑洞的过程中幸存下来。虽然在一个未来不可预期的空间里，生活将会是什么样子仍是一个未解的问题，但是这一发现并不意味着爱因斯坦的广义相对论方程是错误的，迄今为止该方程仍然完美地描述了宇宙的演化过程。

“没有哪个物理学家会真的到黑洞里去测量它。这是一个纯粹的数学问题。从这个角度来看，这使得爱因斯坦方程在数学上显得更加有趣。这是一个只能从数学角度研究的问题，不过它还具有物理意义，甚至是哲学意义，这让这个问题看起来非常酷。”欣茨说。

“这一结论相当于指出了广义相对论中决定论的严重失败，这在现代宇宙学研究中是不可忽视的。”欣茨的同事们也强调。

加州大学圣巴巴拉分校的加里·霍洛维茨（Gary Horowitz）没有参与这项研究，他在《物理学世界》杂志上评价说这项研究提供了“在引力和电磁理论中，我所知道的违背‘强大的宇宙监察假设’最有力的证据。”

欣茨研究的这类黑洞在其视界之内有一个所谓的“柯西视界”，而柯西视界就是决定论被打破的地方，在那里过去不再决定未来。包括彭罗斯在内的一些物理学家们认为，任何观察者都无法通过柯西视界，因为他们会灰飞烟灭。

该论文已经为其它论文提供了灵感，其中一篇声称，大多数良性的黑洞不会违反决定论原则，但是欣茨坚持认为只要有一个反例就已足够。他说：“自九十年代中期以来，人们已经自满了20年，这种‘强大的宇宙监察'机制总是得到验证，而我们得挑战这种观点。”

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编译：朱明逸审稿：阿淼编辑：程建兰

来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180221091334.htm