Simulasi berangka telah menunjukkan ahli fizik ke kawasan lubang hitam di mana ramalan undang-undang fizikal mesti dilanggar. Di wilayah seperti itu, keadaan sistem berikutnya mungkin bukan akibat dari keadaan semasa, yang mustahil dalam mekanik Newton dan elektrodinamik klasik. Sebuah artikel dengan hasilnya diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Biasanya teori fizikal bercakap mengenai determinisme dunia, jangkaan masa depan: jika keadaan awal diketahui, maka dengan mengetahui undang-undang fizikal, seseorang dapat mengira keadaan pada bila-bila masa di masa depan. Teori seperti itu, misalnya, adalah mekanik Newton. Perkara yang sama berlaku untuk elektrodinamik klasik: mengetahui dengan tepat pengedaran medan elektrik dan magnet di ruang angkasa, anda dapat menentukan keadaannya pada saat lain menggunakan persamaan Maxwell. Walaupun dalam mekanik kuantum, persamaan Schrödinger tidak memungkinkan berlaku secara rawak: jika kita mengetahui dengan tepat fungsi gelombang pada saat awal, maka secara jelasnya akan membincangkan evolusi waktunya pada selang waktu.
Dalam karya baru itu, sekumpulan ahli teori yang diketuai oleh Vitor Cardoso dari University of Lisbon meneliti keruntuhan bintang bermuatan menjadi lubang hitam dan memodelkan fenomena ini dalam kerangka relativiti umum. Akibatnya, ternyata dalam proses ini suatu wilayah mungkin timbul, fisika yang tidak dapat diramalkan dengan mengetahui keadaan awal bintang.
Menurut salah satu teorema dalam kerangka relativiti umum, ada wilayah maksimum ruang-waktu yang ditentukan secara unik oleh keadaan awal ini. Sekiranya kawasan ini bukan keseluruhan ruang yang ada, maka secara definisi ternyata ada kawasan yang keadaannya tidak ditentukan oleh keadaan awal yang diambil. Saintis Inggeris Roger Penrose merumuskan hipotesis yang disebut prinsip penapisan kosmik yang kuat. Dia berpendapat bahawa ini tidak dapat terjadi, yakni, wilayah yang dapat dijelaskan secara jelas bukanlah sebahagian dari ruang yang lebih besar.
Pembentukan lubang hitam bermuatan, yang dijelaskan oleh metrik Reissner-Nordstrom, melanggar prinsip ini pada pandangan pertama, kerana dalam hal ini cakrawala Cauchy terbentuk di dalam lubang hitam, yang ruang-waktu tetap lancar, dan di luarnya dapat diperluas dengan jumlah cara yang tidak terbatas. Tetapi di sisi lain, permukaan ini tidak stabil dan sebarang gangguan memusnahkannya, membawa kepada pembentukan satu kesamaan dan keadilan prinsip penapisan kosmik.
Karya baru ini menyiasat kejatuhan bintang ke dalam lubang hitam dengan cas yang hampir terhad dengan mengambil kira pemalar kosmologi (istilah -L dalam persamaan Einstein). Istilah Λ sangat kecil dan biasanya hanya dipertimbangkan dalam kajian kosmologi, tetapi telah ditunjukkan bahawa nilai positif Λ membawa ke arah cakrawala Cauchy yang lebih stabil. Akibatnya, bahkan dengan mempertimbangkan gangguan, perbezaan antara parameter ruang-waktu di cakrawala Cauchy tidak besar, yang memungkinkan untuk menyelesaikan persamaan Einstein walaupun di cakrawala. Ini melanggar prinsip penapisan kosmik yang kuat.
Ketakselanjungan kelengkungan di cakrawala Cauchy yang diperoleh dalam keadaan cas yang mengehadkan dan jangka panjang positif adalah serupa dengan gelombang kejutan dalam cecair. Ternyata badan yang cukup kuat dapat menembusinya. Seseorang dapat membayangkan seorang pemerhati melompat ke dalam lubang hitam dan melintasi cakrawala Cauchy. Dalam kes ini, masa depannya ternyata tidak menentu.
Bukti kesahan analisis yang dilakukan masih diperlukan, kerana penulis hanya menganggap teori gangguan linear. Perlu juga diperhatikan bahawa lubang hitam astrofizik dengan cas yang mengehadkan tidak dapat terbentuk, kerana tidak ada bintang yang bermuatan tinggi. Walau bagaimanapun, cakrawala Cauchy juga berlaku dalam kes lubang hitam berputar, walaupun mereka mempunyai simetri yang lebih sedikit. Selain itu, karya tersebut tidak mengambil kira kesan kuantum hipotesis, yang boleh menjadi kuat di kawasan tersebut.
Video promosi:
