Numeeriset simulaatiot ovat osoittaneet fyysikoiden mustien reikien alueelle, jolla fyysisten lakien ennustettavuutta on loukattava. Sellaisella alueella järjestelmän myöhemmät tilat eivät välttämättä ole seurausta nykyisistä, mikä on mahdotonta Newtonin mekaniikassa ja klassisessa sähköodynamiikassa. Tuloksia käsittelevä artikkeli julkaistiin Physical Review Letters -lehdessä.
Yleensä fyysiset teoriat puhuvat maailman determinismista, tulevaisuuden ennustettavuudesta: Jos alkuolosuhteet tiedetään, niin fyysisiä lakeja tuntemalla voidaan laskea tila milloin tahansa tulevaisuuden hetkellä. Tällainen teoria on esimerkiksi Newtonin mekaniikka. Sama pätee klassiseen sähköodynamiikkaan: Kun tiedät tarkan sähkö- ja magneettikentän jakauman avaruudessa, voit määrittää niiden tilan milloin tahansa käyttämällä Maxwellin yhtälöitä. Jopa kvanttimekaniikassa Schrödingerin yhtälö ei salli satunnaisuutta: jos tiedämme tarkalleen aaltofunktion alkuperäisellä hetkellä, niin se puhuu yksiselitteisesti ajan kehityksestään millä tahansa aikavälillä.
Uudessa teoksessa ryhmä teoreetikoita, joita johtaa Vitor Cardoso Lissabonin yliopistosta, tutkii ladatun tähden romahtamista mustaan aukkoon ja mallinee tätä ilmiötä yleisen relatiivisuuden suhteen. Seurauksena käy ilmi, että tässä prosessissa voi syntyä alue, jonka fysiikkaa ei voida ennustaa tietäen tähden alkutila.
Yhden yleisen suhteellisuusteorian puitteissa olevien lauseiden mukaan on avaruus-ajan maksimialue, jonka nämä alkuolosuhteet yksilöivät. Jos tämä alue ei ole koko olemassa oleva tila, niin määritelmästä käy ilmi, että on alueita, joiden tilaa eivät määritä alkuperäiset olosuhteet. Englantilainen tutkija Roger Penrose muotoili hypoteesin, jota kutsuttiin voimakkaan kosmisen sensuurin periaatteeksi. Hän väittää, että näin ei voi tapahtua, toisin sanoen yksiselitteisesti määriteltävä alue ei ole osa suurempaa tilaa.
Reissner - Nordstrom -mittarin kuvaileman varautuneen mustan aukon muodostuminen rikkoo tätä periaatetta, koska Cauchyn horisontti muodostuu mustan aukon sisäpuolelle, kunnes tila-aika pysyy tasaisena ja sen ulkopuolella sitä voidaan jatkaa rajattomasti useita tapoja. Mutta toisaalta, tämä pinta on epävakaa ja kaikki häiriöt tuhoavat sen, johtavat kosmisen sensuurin periaatteen ainutlaatuisuuden ja oikeudenmukaisuuden muodostumiseen.
Uusi työ tutkii tähden romahtamista mustaksi reikäksi melkein rajoittavalla varauksella ottaen huomioon kosmologinen vakio (Λ-termi Einsteinin yhtälöissä). Termi very on hyvin pieni, ja se otetaan yleensä huomioon vain kosmologisissa tutkimuksissa, mutta on osoitettu, että positiivinen arvo Λ johtaa vakaampaan Cauchyn horisontiin. Seurauksena on, että vaikka häiriöt otetaankin huomioon, avaruus-aika-parametrien välinen ero Cauchyn horisontissa ei ole suuri, mikä tekee mahdolliseksi ratkaista Einsteinin yhtälöt jopa aivan horisontissa. Tämä rikkoo vahvan kosmisen sensuurin periaatetta.
Kaarevuuden epäjatkuvuus Cauchyn horisontissa, joka on saatu tilanteessa, jossa on rajoittava varaus ja positiivinen Λ-termi, on samanlainen kuin nesteen iskuaalto. Osoittautuu, että riittävän vahva vartalo voisi tunkeutua sen läpi. Voidaan kuvitella tarkkailijan hyppäävän mustaan reikään ja ylittävän Cauchyn horisontin. Tässä tapauksessa hänen tulevaisuutensa osoittautuu epävarmaksi.
Todistus suoritetun analyysin pätevyydestä vaaditaan edelleen, koska kirjoittajat katsoivat vain lineaarisen häiriöteorian. On myös syytä huomata, että astrofysikaalisia mustia reikiä rajoittavilla varauksilla ei voi muodostua, koska niin voimakkaasti varautuneita tähtiä ei ole. Cauchyn horisonttia esiintyy kuitenkin myös pyörivien mustien reikien tapauksessa, vaikka niillä on vähemmän symmetrioita. Työssä ei myöskään otettu huomioon hypoteettisia kvanttivaikutuksia, jotka voivat olla voimakkaita tällaisilla alueilla.
Mainosvideo: