Почему сингулярности лежат либо полностью в будущем, либо полностью в прошлом?

В своей книге «Краткая история времени» профессор Хокинг продолжает утверждать, что сингулярности полностью лежат либо в будущем, либо в прошлом.

Что это означает с точки зрения непрофессионала и почему так происходит?

Я студент UG-математики, поэтому, пожалуйста, потерпите меня.

Ответы (1)

Это утверждение, когда дело доходит до космологии, означает, что причинное влияние большого взрыва или сингулярности большого сжатия связано с началом и концом пространства-времени. Это означает, что в какой-то области пространства нет сингулярности, которая порождает или уничтожает частицы или, что еще важнее, является излучателем или поглотителем информации. Тогда это означает, что голой сингулярности не существует. Это не доказанное утверждение, а гипотеза, называемая гипотезой защиты хронологии и космической цензуры.

С черными дырами действительно существует аналогичная ситуация, где сингулярность в некотором смысле относится к будущему падающей частицы. Это относится к метрике Шварцшильда. Метрика Керра-Ньюмена немного более тонкая, где есть второй горизонт внутри, ведущий в область, где есть времяподобная сингулярность. Это не считается большой проблемой, потому что все это скрыто горизонтами событий и невидимо для внешнего мира.

Голая времениподобная сингулярность в пространстве-времени означала бы существование замкнутых времениподобных кривых. Орбита вокруг сингулярности в силу рассуждений типа «отсечение ветвей» спроецировала бы вас в параллельные вселенные. Это похоже на существование римановых листов, соединенных ветвью. Произойдут всякие странные вещи. Путешествие во времени в некотором смысле похоже на клонирование квантовых состояний, и предотвращение пространственно-временных сингулярностей имеет некоторый смысл в отношении теоремы квантовой механики о запрете клонирования.

В результате гипотезы космической цензуры и защиты хронологии обретают некоторый физический смысл. Однако вполне вероятно, что доказательство этого так или иначе потребует полного понимания квантовой гравитации.

Голая времениподобная сингулярность в пространстве-времени означала бы существование замкнутых времениподобных кривых. Контрпример: пространство Минковского с удаленной времениподобной геодезической.