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如何利用黑洞回到过去?光锥可以解释其中原理

科学探索万象经验2023-05-08

问题是,你如何回到最开始的时间?如果你再也回不来了,那么未来就没有什么意思了。为了做到这一点,你必须在时间上向后旅行,这在理论上是可行的吗?让我们从基础开始讲起。

光锥的概念

坐标的设定使得任何以光速运动的物体总是与垂直方向形成45度角,所以任何运动物体的世界线总是在圆锥内或圆锥上的某个地方。任何在光锥内移动的世界线都被称为“类时”;一个以光速运动的粒子在时间和空间分量之间会以45度角运动,像这样的世界线被称为“类光”,因为它就是光移动的方式。如果一个物体的世界线越过了45度角向空间分量倾斜,我们称它为“类空”世界线。由于这是在光锥之外,这意味着物体的速度超过了光速。原则上,只要没有信息被传输,这种世界线就不会有任何问题,否则这将破坏因果关系。

光锥与黑洞

我们可以通过接近黑洞奇点在理论上制造时光倒流,但它不是史瓦西黑洞,而是克尔黑洞。1965年,克尔解出了一个方程,它描述了一个旋转的黑洞,如下图所示。

在这个解当中,当Δ不等于0的时候,黑洞的视界就消失了。当你做数学计算时,你会发现只要角动量除以(黑洞质量乘以光速)大于史瓦西半径的一半,那么Δ就永远不可能等于0。换句话说,如果黑洞旋转得足够快,视界就会消失,那时它就不再是黑洞了,并且留下了一个裸奇点。

但是这里实际上是有漏洞存在的。某些东西在广义相对论中有效,并不意味着它在现实情况可以存在。有充分的理由相信,黑洞的物理旋转速度不足以使事件视界消失,所以科学家认为裸奇点不可能存在。