人掉进黑洞会怎么样“柯西视界”揭秘

伤我心太深

　　人被吸入黑洞后很意外：面临某种完全陌生的柯西视界

　　被吸进黑洞是一种什么体验?这听起来就像《神秘博士》里面的情节，可能永远都不会发生在你身上。不过，对数学家、物理学家和其他领域的科学家而言，在尝试以现实的角度来理解宇宙的过程中，这样的思想实验其实非常有用，而它们可能要比我们想象的更有实用价值。


　　柯西视界：柯西视界(Cauchy horizon)是相对论思想的核心是因果性，即事件相互影响的方式。

　　相对论思想的核心是因果性，即事件相互影响的方式。一个“事件”是时空中的一个“点”，即一定时刻的一个空间位置。假如信号在原则上能以光速或更高的速度从一个事件到达另一个事件，那么它就可以影响那个事件。

　　试想一下，我们考虑时空在某个时刻的所有点，也就是考虑某个常数时间曲面。在相对论数学中，那些受我们的常数时间曲面影响的时空点叫做那个常数时间曲面的“柯西发展”(以法国数学家柯西(1789~1857)的名字命名的)。在某种意义上，这些点回答了这样一个问题：来自常数时间曲面上的信息会发展成为什么?

　　正常的希望是，这个曲面的所有未来点都处在它的柯西发展区域。但是，正如霍金在他的文章里讲的，存在不是这种情况的时空，在那些时空中，存在着不完全决定未来所有区域的常数时间面。霍金为这样的时空引进“柯西视界”，意思是能被确定的区域的边界。正如他指出的，柯西视界出现在爱因斯坦方程中的某些黑洞解中。他还证明，如果时空包含一个闭合类时曲线的区域，那么在一定条件下，柯西视界是必然的。


　　柯西视界有别于黑洞的视界。不过，两种视界都具有把时空分为两个不同区域的性质。


　　被吸入黑洞，柯西视界?能否存活? 在宇宙中，黑洞吞噬万物，甚至包括光。人们乐意议论这种天体，因为它神秘、“性情”怪异：它身处宇宙最幽暗的地方，没有人能直接观测到它，而靠近它的任何物质，都会被无情地拖曳到它的深渊里，小行星、星系、恒星、光、时空，无一例外。人们对黑洞这种天体感到好奇，科学家也在不断对其进行研究。











　　如果你被吸入一个具有电磁电荷的黑洞，一旦进入事件视界，你会发现自己面临某种完全陌生的事物：柯西视界

　　近日，美国加州大学伯克利分校的彼得·欣茨(Peter Hintz)所领导的团队在《物理评论快报》(Physical Review Letters)期刊上发表了一篇论文，阐述了他们对这一问题的研究结果。在介绍他们的发现之前，让我们回忆一下，一些黑洞具有电磁电荷，一些则没有。所有黑洞都具有所谓的“事件视界”(event horizon，指一种是空的区隔界限，视界中任何事物都无法对视界外的观察者产生影响)。当你发现自己身处黑洞之中，如果你穿过了事件视界，那这条界线就将是“一条不归路”。

　　如果你被吸入一个具有电磁电荷的黑洞，一旦进入事件视界，你会发现自己面临某种完全陌生的事物：柯西视界(Cauchy horizon)。这条宇宙边界之外有什么?我们不知道。这也正是彼得·欣茨和他的团队所好奇的问题。“我们并不知道柯西视界以外的情况，因此只要在数学上有可能，就可能会出现疯狂的事情，”欣茨说道。

　　巨大的未知

　　比猜测柯西视界以外存在什么东西更有趣的是，根据我们目前认知世界所用的思想和逻辑原理，在相对较为合理的水平上预测会出现什么样的场景。
　　我们确定的一点是，如果你在柯西视界附近待的时间过长，引力将把你撕扯至死。然而，在这段时间里，时空也将拉长有意义事物——哲学家称之为决定论——的界限。




　　在地球上，如果我们想要更好地理解目前的环境，或者尝试猜测未来，我们可以回溯过往。但是，在柯西视界的边缘，在奇点的边缘，物理定律并不适用。因此，我们不仅不知道其中隐藏着什么，而且无法做出任何预测。


　　“(奇点)可能释放出大象、行星、辐射——基本上是一切东西，”欣茨说道。这意味着，即使引力没有将你撕成碎片，你也可能被以曲速飞越过来的大象撞死。
　　然而，还有一件事情，正如欣茨团队所指出的，宇宙正在快速膨胀。因此，所有能量的分布可能要比我们原先预计的更为平均。假如真的如此，那么，如果我们的宇宙飞船拥有足够的动力，以足够快的速度穿过柯西视界，那我们或许真的能到达另一端。

　　欣茨团队的计算结果只适用于具有电荷的黑洞(就目前所知，这些黑洞只在理论上存在)，但研究团队在论文中指出，这些尚未证实存在的带电荷黑洞的行为，还可以出现于另一些特定的黑洞：旋转的黑洞。


　　虽然你被吸进任何黑洞的可能性都极低，但令人欣慰的是，就理论上而言，你还是有机会幸存下来的。当然，在柯西视界之外那个奇特且无法预知的世界中，生命会呈现出什么样的状态，我们依然不得而知。不过，欣茨等人的论文中还提出，有可能宇宙中还充满了虫洞，因此如果你不喜欢把你吸进去的黑洞，你或许还能跳跃到另一个宇宙中。