如何在黑洞中存活下來? 面臨某種完全陌生的柯西視界

北京時間4月3日消息, 據國外媒體報道, 被吸進黑洞是一種什麼體驗? 這聽起來就像《神秘博士》裡面的情節, 可能永遠都不會發生在你身上. 不過, 對數學家, 物理學家和其他領域的科學家而言, 在嘗試以現實的角度來理解宇宙的過程中, 這樣的思想實驗其實非常有用, 而它們可能要比我們想象的更有實用價值.

如果你被吸入一個具有電磁電荷的黑洞, 一旦進入事件視界, 你會發現自己面臨某種完全陌生的事物: 柯西視界

近日, 美國加州大學伯克利分校的彼得·欣茨 (Peter Hintz) 所領導的團隊在《物理評論快報》 (Physical Review Letters) 期刊上發表了一篇論文, 闡述了他們對這一問題的研究結果. 在介紹他們的發現之前, 讓我們回憶一下, 一些黑洞具有電磁電荷, 一些則沒有. 所有黑洞都具有所謂的 '事件視界' (event horizon, 指一種是空的區隔界限, 視界中任何事物都無法對視界外的觀察者產生影響) . 當你發現自己身處黑洞之中, 如果你穿過了事件視界, 那這條界線就將是 '一條不歸路' .

如果你被吸入一個具有電磁電荷的黑洞, 一旦進入事件視界, 你會發現自己面臨某種完全陌生的事物: 柯西視界 (Cauchy horizon) . 這條宇宙邊界之外有什麼? 我們不知道. 這也正是彼得·欣茨和他的團隊所好奇的問題. '我們並不知道柯西視界以外的情況, 因此只要在數學上有可能, 就可能會出現瘋狂的事情, ' 欣茨說道.

巨大的未知

比猜測柯西視界以外存在什麼東西更有趣的是, 根據我們目前認知世界所用的思想和邏輯原理, 在相對較為合理的水平上預測會出現什麼樣的場景.

我們確定的一點是, 如果你在柯西視界附近待的時間過長, 引力將把你撕扯至死. 然而, 在這段時間裡, 時空也將拉長有意義事物——哲學家稱之為決定論——的界限.

在地球上, 如果我們想要更好地理解目前的環境, 或者嘗試猜測未來, 我們可以回溯過往. 但是, 在柯西視界的邊緣, 在奇點的邊緣, 物理定律並不適用. 因此, 我們不僅不知道其中隱藏著什麼, 而且無法做出任何預測.

' (奇點) 可能釋放出大象, 行星, 輻射——基本上是一切東西, ' 欣茨說道. 這意味著, 即使引力沒有將你撕成碎片, 你也可能被以曲速飛越過來的大象撞死.

然而, 還有一件事情, 正如欣茨團隊所指出的, 宇宙正在快速膨脹. 因此, 所有能量的分布可能要比我們原先預計的更為平均. 假如真的如此, 那麼, 如果我們的宇宙飛船擁有足夠的動力, 以足夠快的速度穿過柯西視界, 那我們或許真的能到達另一端.

欣茨團隊的計算結果只適用於具有電荷的黑洞 (就目前所知, 這些黑洞只在理論上存在) , 但研究團隊在論文中指出, 這些尚未證實存在的帶電荷黑洞的行為, 還可以出現於另一些特定的黑洞: 旋轉的黑洞.

雖然你被吸進任何黑洞的可能性都極低, 但令人欣慰的是, 就理論上而言, 你還是有機會倖存下來的. 當然, 在柯西視界之外那個奇特且無法預知的世界中, 生命會呈現出什麼樣的狀態, 我們依然不得而知. 不過, 欣茨等人的論文中還提出, 有可能宇宙中還充滿了蟲洞, 因此如果你不喜歡把你吸進去的黑洞, 你或許還能跳躍到另一個宇宙中.