广义相对论是否违反了带电黑洞内部的决定论?

2021-11-25 16:52:09 文章来源:网络
  原则上,牛顿力学允许我们在未来任何时候计算物理系统的精确状态,前提是我们完全了解其初始状态。广义相对论也是如此。对空间几何学及其当前变化率的准确理解使我们能够准确预测时空在理论上的演变。因此,大多数物理学家认为爱因斯坦的理论是完全确定性的,然而,带电黑洞挑战了这种确定性。广义相对论的“Reissner-Nordstrom”解描述了带电恒星在重力作用下坍缩形成的黑洞。在这样一个黑洞的视界中,有第二个边界称为柯西视界。超越这一界限,时空是平滑但不确定的。换句话说,未来是不可预测的
  强大的宇宙评论英国物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)在20世纪70年代提出的观点似乎禁止了这种不确定的行为。他对“强大的宇宙评论”的推测表明,广义相对论中有机制阻止了柯西视界的出现。以带电黑洞为例,他计算出,在恒星内爆的初始条件下,即使是最轻微的扰动也会破坏柯西视界,并在其位置产生奇点。在无限时空曲率的这一点上,相对论场方程崩溃,决定论不再是一个问题,但是在《物理评论快报》中所描述的新工作中,里斯本大学的Vito Cardoso和他的同事发现,在某些情况下,宇宙审查所施加的奇特性将不会形成。他们考虑了柯西视界上两种相反效应的净效应:一方面,黑洞巨大引力对任何小扰动的放大,另一方面,黑洞外部环境的阻尼效应。具体来说,他们计算了当宇宙常数加速宇宙膨胀时,如果一颗高电荷恒星坍塌会发生什么情况。为此,卡多佐和他的团队研究了称为准反常模式的阻尼振荡。他们已经证明,当坍塌的恒星有足够的电荷时,阻尼将超过放大,振荡将很快消失。正如卡多佐所解释的,电荷和宇宙常数本质上提供了排斥力,抵消了引力的拉力,从而降低了引力的放大效应。最终,柯西的地平线被摧毁了,但并没有完全被摧毁。
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