未来が過去を呼び起こす宇宙の隠されたポケット

あなたはブラックホールに落ちています。ブラックホールの強力な重力が各物体の遠端よりも近端のほうを強く引っ張り、あらゆるものを細断する前に麺状に伸ばしたため、周囲のすべての物体で起こっているスパゲティ化からなんとか身を守ることができました。もしかしたら、体をしっかりと固定してくれるハイテクコンプレッションスーツを着ているかもしれません。発明おめでとうございます。事象の地平線、つまり引き返せない地点を通過すると、見えるのは宇宙の巨大企業の中心にある特異点に向かって落ちる光の筋によって中断された暗闇だけです。インポッシブルスーツは、光の速さに近い速度で分子を吹き飛ばす縞模様からもあなたを守ります。

そして、あまり知られていない第二の地平線を通過し、時間と空間が場所を移動します。この 2 番目の限界はコーシー地平線と呼ばれます。それらがブラックホール内に存在する場合、その内部は宇宙で最も奇妙な場所になります。

すべての古典物理学は因果関係に由来し、因果関係に依存し、本質的に因果関係に染まっています。これは、ある事柄が別の事柄につながる、つまり過去が現在を挟んで未来につながるという考えであり、起こるすべてのことが私たちにとって意味がある理由です。システムに関するすべての情報が得られれば、次に何が起こるかを予測できます。たとえば、石を投げて、石の正確な質量と形状、それに作用するすべての力がわかれば、石がいつどこに着地するかを正確に計算できます。そして最も基本的なレベルでは、新しい場所にそれが存在するのは、私がそれをそこに投げたからだとわかっています。量子力学はランダム性を伴うため、最小の対象に取り組み始めると少々面倒になる傾向がありますが、人間のより大きなスケールでは、決定論が一般的に成り立ちます。

つまり、ある種のブラックホールの中に入るまでは。種類に関係なく、ブラックホールはすでに宇宙で最も奇妙な場所であり、時空の構造自体が引き裂かれ始めるほど大きな質量を持っています。しかし、ブラック ホールが回転していて電荷を持っている場合 (前者は現実世界に存在する可能性が非常に高く、後者は非常にありそうにありません)、それはさらに奇妙なものになる可能性があります。

通常の生活では、空間内ではどの方向にも移動できますが、時間内では一方向にのみ移動します。しかし、ブラックホールの事象の地平線を越​​えると、これらは変化します。空間内ではブラック ホールの中心に向かって一方向にのみ移動できますが、私たちが理解している時間の概念は多少無関係になります。外部の観察者は、一般相対性理論によって要求される時間の遅れのおかげで、あなたがブラック ホールの端で固まっているように見えますが、時間はあなたに向かって正常に動いているように見えます。少なくとも、コーシーの地平線を越​​えるまではそうなります。その限界を超えた領域は、閉じた時間のような曲線と呼ばれる奇妙な概念的オブジェクトでいっぱいです。

これらはメビウスの輪に少し似ていますが、空間ではなく時間であるため、(私たち全員がいつもそうしているように) 未来に向かって進むと、最終的には過去に行き、その後現在に戻ります。これらの奇妙なタイムループは、相対性理論の範囲内で理論的には可能であると考えられており、それがタイムトラベルの議論で非常に顕著に取り上げられる理由です。しかし、閉じた時間曲線の問題は、因果関係の概念全体が完全に崩れてしまうことです。過去の出来事が必ずしも将来に結果を引き起こすとは限らず、その逆の可能性もあります。

閉ざされたタイムワープに満ちた地域にただ存在するだけで、適切な言葉が見つからないが、旅をすることになるだろう。時空の構造自体が非常に歪んでもつれ、次に何が起こるかを予測する方法がなくなるでしょう。石を投げると、後頭部を直撃したり、カボチャに変わったりする可能性があります。石を投げた時点でその石に関するあらゆる情報があったとしても、その次の動きを予測したり説明したりすることはできません。すべてが完全に狂ってしまうでしょう。あなたはどうか知りませんが、そのような状況では、私たちを安全に保つためにブラックホールに入れられた魔法のスーパースーツを信頼できないと思います。それは本当に欠点です。なぜなら、私にとっても、あなたにとっても、岩やカボチャにとっても、逃げ場がないからです。

私たちの物理学の理解では、どのようにしてこの問題を解決できるでしょうか?宇宙検閲と呼ばれる考え方があります。これは、天体物理学的特異点 (ブラック ホールの中心にあると考えられている無限密度の点) は外部宇宙から遮蔽され、特異点での物理学の崩壊が観察できないようにする必要があると主張しています。これにより、物理学の予測力が維持されます。一連の閉じた時間曲線の場合も、同じ考え方が適用され、時系列打ち切りと呼ばれます。これは、因果関係が崩れる特異点に近づきすぎると、何も逃れられないことを意味します。それがまさに避けられないからこそ、あらゆる場所ですべての物理学を破壊することなくそれが可能になります。

また、一部のブラックホールにはコーシー地平線が含まれているという仮説を検証するのが非常に難しいことも意味します。まあ、それはかなり深刻な控えめな表現です。ブラックホールが回転するかどうかをテストできます。実際、イベント ホライゾン テレスコープ (EHT) チームの研究者たちは、すでにそのことを発見しています。また、それらが帯電しているかどうかをテストすることもできます。これは、単に周囲の媒体に放電するだけなので、帯電しているとは予想できません。

また、コーシー地平線が形成された場合、その地平線がどの程度安定するかを計算することもできますが、一般に研究者らは、コーシー地平線はまったく安定しておらず、わずかな摂動でも崩れてしまうことがわかっています。これにより、一種の拡張特異点が形成され、地平線に到達すると無限のエネルギー密度が吹き飛ばされることになります。繰り返しになりますが、それ以前に自分のスーツをそれほど信頼できるかどうかはわかりません。そう考えると、コーシーの地平線の向こう側にあるものを体験することよりも危険なのは、決してそれを越えないことなのだ、と思うのです。