黑洞里有什么？数学家拒绝拯救黑洞的猜想
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博科公园-科学普及:普林斯顿数学家伊戈尔·罗尼亚斯基说:就我个人而言，我认为这是一个伟大的成就，是理解广义相对论的质的飞跃1979年，著名物理学家罗杰·彭罗斯提出了著名的宇宙审查猜想，这是一种摆脱“陷阱”的方法几十年来，阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论一直是宇宙中大尺度现象的最佳科学描述。然而，20世纪60年代数学的进步表明，爱因斯坦方程在黑洞的应用上有一些缺陷。
彭罗斯认为，如果他的宇宙综述猜想是正确的，那么这种缺乏可预测性将被视为数学上的新奇，而不是对物质世界的公正陈述。普林斯顿数学家戴夫·莫斯说:彭罗斯已经想出了一个猜想，基本上他希望这种不良行为消失。这份新工作粉碎了彭罗斯的梦想。同时，他通过其他方式实现了他的宏伟计划，表明他对黑洞内部物理的直觉是正确的。
相对论错误
在经典物理学中，宇宙是可预测的:如果你知道支配物理系统及其初始状态的定律，你应该能够无限期地推断它的发展，直到未来。无论是用牛顿定律来预测台球的未来位置，用麦克斯韦方程来描述电磁场，还是用爱因斯坦的广义相对论来预测时空形状的演变，这些原理都是真实的。这是所有经典物理学回归牛顿力学的基本原理。苏黎世联邦理工学院的数学家、爱因斯坦方程的领军人物德梅特里奥斯·克里斯托多罗说，发展和进化可以从最初的数据中确定。
但是在20世纪60年代，数学家和物理学家在模拟旋转黑洞内的时空演化时，注意到爱因斯坦场方程(广义相对论的核心)中的一些问题。如果你想知道哪里出了问题，你必须模拟自己掉进黑洞。首先，穿过地平线，没有返回点(尽管对你来说它看起来像普通的空间)。在这里，爱因斯坦的方程仍然有效，提供了一个单一的、确定性的时空未来发展预测。
照片:露西·雷丁-伊康达/量子杂志
但是随着它继续进入黑洞，它最终将穿过另一个视界，即柯西视界这将使事情复杂化爱因斯坦方程最初声称许多不同的时空结构会逐渐出现。虽然它们不同，但都满足方程成立的条件。然而，这个理论不能告诉我们哪个选项是正确的。对于物理学理论来说，这是一个基本的错误。
加拿大盖尔语大学的物理学家埃里克·波森说:广义相对论中发现的可预测性功能的丧失非常令人不安。罗杰·彭罗斯提出了著名的宇宙审查猜想，以恢复爱因斯坦方程的可预测性猜想当谈到柯西的世界时，它是数学思想的虚构它可能存在于一个理想化的场景中，在这个场景中，宇宙只包含一个旋转的黑洞，但它不可能真正存在。彭罗斯认为，因为柯西视界是不稳定的，任何穿过它的引力波都会把它分解成一个奇点:一个划分空间和时间的无限密度区域。
事实上，宇宙随这些波波动，柯西地平线永远不会出现在自然环境中。因此，问柯西视界之外的时空发生了什么是荒谬的。在这种情况下，广义相对论中的时空思想就不复存在了，达瓦斯说:这为我们指出了摆脱这个哲学问题的途径。然而，这项新的研究表明，柯西视界上时间和空间边界的建立比彭罗斯想象的要小得多。
拯救黑洞
斯坦福大学数学家戴维莫斯和卢克已经证明柯西地平线的情况并不那么简单他们的工作巧妙地驳斥了彭罗斯著名的宇宙审查猜想理论，但这并没有完全否定彭罗斯的学术精神。达沃斯研究生院顾问赫里斯托多洛十年前建立的方法表明柯西地平线确实可以形成奇点，但这并不是彭罗斯所期望的。
在达沃斯和卢克的著作中，发现了一个弱的“类光”奇点，彭罗斯预计会出现一个强的“类空间”奇点。这个微弱的奇点在时空结构中起着牵引作用，但它并没有摧毁它。达菲·莫斯说:我们的定理意味着穿过柯西地平线的观察者不会被潮汐力撕裂，但可能会有点“紧”
因为柯西视界上形成的奇点实际上比著名的宇宙回顾猜想所预测的要温和，广义相对论不能立即预测它里面发生了什么。剑桥大学的物理学家哈维·雷尔说:定义柯西视界仍然有意义。如果你愿意，你可以不断扩展空间和时间。达瓦斯和卢克证明了时间和空间可以超越柯西视界。此外，地平线可以从同一起点以多种方式延伸。
是电影《星际穿越》中的黑洞
达摩司说:过去的地平线有许多这样的延伸，人们可以参考，所以没有理由做出其他选择。然而，这项研究的微妙之处在于，这些非独特的时空扩展并不意味着爱因斯坦的方程会在地平线之外失效。通过量化时间和空间随时间的变化，爱因斯坦方程是有效的在数学语言中，它需要初始时空结构的导数。为了获得导数，时空必须足够“平滑”。
达莫斯和卢克说:当空间存在于柯西视界之外时，这个扩展的时空不能满足爱因斯坦的方程因此，即使著名的宇宙审查猜想被证明是错误的，这些方程仍然可以避免异常解的尴尬。研究柯西视界是有意义的，但作为爱因斯坦方程的解，我们不能超越它。
雷尔说:他们提供了相当令人信服的证据，我认为这是真的。你可以认为这个结果是令人失望的妥协。即使你能把时间和空间延伸到柯西视界之外，爱因斯坦的方程也不能解决这个问题，但正是这个事实让达沃斯和卢克的作品如此有趣。Rodniasky说:这是人们在爱因斯坦方程中真正发现的一个新现象。
博科公园-科学普及|文章:凯文·哈特内特/量子杂志
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