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处,只要不碰上它就行,他甚至能亲眼看看究竟光信号能否从环上发出来。
至于奇点的另一侧,那是一个空间上无限的时空区域,其中的距离是“负”的。这种表面上的荒谬被解释为引力吸引性的反转,引力变成斥力,迫使物质由奇点无限地远离。
转动黑洞的丰富结构为许多种极诱人的探索提供了可能性。图50中的路线A显示了探索奇点另一侧的反引力宇宙的可能性。路线B和C表明,穿透黑洞内部、飞越苛点,并出现于别的外部宇宙,这在理论上是可能的,当然以很大的黑洞为宜,因为只有这样飞船才不至于被潮汐力摧毁。但是,路线D是不允许的,因为它越出了光锥,所以,即使是在这个图上,仍然有一部分时空是被严格禁止去探索的。
时间机器
只凭常识,无论如何尝试,,急难免不时感到惊讶。科学的目的正是要从这种惊讶中拯救常识。
——日特兰·罗素(Bertraod RUS8em
彭罗斯图的确使我们内心感到疑虑重红一个宇宙可以分成许多片,因而就有许多个外部宇宙,这真是令人费解,尽管按照广义相对论是完全可以接受的。转动黑洞把无数个虫洞接在时空见何的不同部分上。由于两个事件既可以在时间上也可以在空间上相区分,因而至少原则上就可能做到,在一个给定时刻从~个给定位置通过一个仔细选择的虫洞而到达同一个位置,但却是在过去或将来的一个不同时刻。也就是说,黑洞可以作为一种跨越时间的机器。
科学史已经多次证明,今天看来是荒谬的东西,明天可能成为普遍接受的事实。然而,时间倒退的旅行简直是对常识的侮辱,怎能想象一个人可以倒退到从前,把自己的祖父在还没有孩子时就给杀掉呢?假若是这样,这个凶手自己就不会被生出来,那当然就谈不上去杀祖父,那么祖父就又可以有后代,而他的后代又可以去杀他,如此等等。这个时间怪论是由一位法国作家雷纳·巴雅瓦(Rene Barjavel)在题为《轻率的旅行》的小说里讲述的。
返回过去的旅行违反了要求原因总是在效果之前的因果律(见“光使时空联姻”一节),但是,因果律是一条由逻辑,而不是由相对论制定的规则,它在狭义相对论里无可置疑,而那里没有引力。现在,以超光速运动退回过去也同样绝对不允许。但是在广义相对论里,宇宙被引力所弯曲,时空几何被变形<例如,由于~个转动黑洞),因而使得不必作超光速运动就能去探索过去。
如果回到过去是可能的,常识不就全崩溃了吗?并非如此。如果我们把因果律代之以目洽律,即规定一个物理系统的演化必须自相一致,那么回到过去也是允许的。巴雅瓦所描述的情况(人杀死祖先)显然是不自洽的。但是喜爱难题的理论家们竟然想出了那么复杂的反因果情景,使得常识大力困惑。
为解脱困境,我们能否论证由黑洞导致的潜在性反因果扭曲只是一种数学假象,当一颗转动恒星坍编成黑洞时实际并不发生呢?在球对称情况可以一步步地跟踪收缩恒星外部和内部几何的演化,并由一张克鲁斯卡图或一组镶嵌图看到白洞和反宇宙这些令人为难的现象被自然地排除。不幸的是,在非球对称情况我们并不知道怎样严格地描绘转动恒星的外部或内部时空见何。几何会不断地被引力波扰动,只有当黑洞已经形成时克尔几何才得以建立。最近的计算已经证明,任何进入转动黑洞的物质或辐射,其能量会被引力场大为增强,以至于其目引力将改变时空并阻塞虫洞。理论家们已经向自己提问,在什么条件下~个宏观的虫洞(例如与~个巨黑洞相联系的,于是潮汐力就不会太强)能够不受物质进入(例如一艘飞船)的影响而保持开放?我记得,在1976年即我开始研究广义相对论的那一年,一个很严肃的基金会(培根基金会)曾悬赏300英镑来征求下述问题的解:“按照目前的理论,转动黑洞是通往其他时空区域的真实人口,那么一个飞行器怎样才能通过一个转动黑洞进入另一个时空区域,而不被奇点的引力场摧毁?”作为这个领域的一名新手,我显然没有能力去赢得这笔奖金,甚至不能去尝试。我不知道是否有任何人得了这个奖,但可以肯定的是这个问题直到1985年还没有解决,不过换成了一种更奇异的表述方式:看来只有那些由能产生巨大“负压力”的物质交织成的虫洞才是稳定的。负压力是一种张力,就像被拉伸的弹簧中的力。在通常物质中张力总是远小于能量(例如,钢的断裂张力比它每单位体积内包含的能量小1
亿倍),而在赖以使虫洞
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