Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дэвид Б. Маламент пен Марк Хогарттың есімімен аталған МаламентХогарт (МХ) кеңістігі - келесі қасиетке ие релятивистік кеңістік-уақыт: дүние сызығы және оқиға p бар, сондықтан барлық оқиғалар p өткендегі шекті аралық болып табылады, бірақ уақыт шексіз. P оқиғасы MH оқиғасы деп аталады. МХ қасиеттері бар оқиғалар мен олардан тыс оқиғалар арасындағы шекара - Коши горизонты. МХ кеңістік-уақыт мәңгі өмір сүретін және ішкі көкжиекке ие қара тесіктерге сәйкес келеді. Ішкі көкжиек - Коши бетінде.
A Malament–Hogarth (M H) spacetime, named after David B. Malament and Mark Hogarth, is a relativistic spacetime that possesses the following property: there exists a worldline and an event p such that all events along are a finite interval in the past of p, but the proper time along is infinite. The event p is known as an M H event. The boundary between events with the M H property and events without it is a Cauchy horizon. M H spacetimes correspond to black holes which live forever and have an inner horizon. The inner horizon is the Cauchy surface.
Маңыздылығы
МГ кеңістіктерінің маңызы олардың белгілі бір Тьюрингтік емес есептеу тапсырмаларын (гипересептеу) жүзеге асыруға мүмкіндік беруінде . Бұл идея p өткендегі қандай да бір оқиғаның бақылаушысы компьютерді (Тьюринг машинасын) қандай да бір тапсырмамен жұмыс істеуге қойып, содан кейін Тьюринг машинасы мәңгілік бойы есептеуді жалғастырады. p өткенде болғандықтан, Тьюринг машинасы p-ге осы ешқашан аяқталмайтын тапсырманың кез келген кезеңінде сигнал бере алады. Осы уақытта бақылаушы ерітінді алу үшін кеңістікте-уақыт арқылы тез сапарға шығады (тұрақты уақыт шекті). Орнатуды тоқтату мәселесін шешу үшін қолдануға болады, ол қарапайым Тьюринг машинасымен шешілмейтіндігі белгілі. Байқаушының істеу керек нәрсесі - Тьюринг машинасын сигнал беру үшін p-ге қосу, егер және тек Тьюринг машинасы тоқтаса ғана. Материя мен сәуле қара тесікке түсіп жатқанда, олар күшті гравитациялық өріске байланысты шоғырландырылады және көкжиегіне ауысады (олардың толқын ұзындығы қысқарады). Бұл әсер ішкі көкжиекке жақын жерде кеңістіктегі уақыт қисықтығының өте жоғары болуына байланысты айқын көрінеді. Бұл көк ауысудың салдарынан ішкі көкжиекке жақындаған сайын, сәулелену энергиясы артады. Қара тесікке құлаған бақылаушының көзқарасы бойынша энергия шексіз болып көрінеді. Жалпы салыстырмалылық теориясы энергия мен импульс кеңістіктің қисықтығына әсер етеді деп болжайды. Бұл кері әсер деп аталады. Төменге түсуші сәулеленудің көк көлеңкелі энергиясы, негізінен, ішкі көкжиекке жақын кеңістіктегі геометрияға елеулі әсер етуі керек. Көкке ауыстырылған сәулеленудің кері әсері қоқыссыз әсерге әкеледі, онда ішкі көкжиекке жақын өлшенген қара тесіктің тиімді масса параметрі (немесе энергия тығыздығы) шексіз өседі. Бұл жаппай инфляция деп аталады. Нәтижесінде нүкте емес, ішкі көкжиекте нөлдік, әлсіз немесе "қайғылы" сингулярлық пайда болады. Массалық инфляция сингулярлығы ішкі көкжиектің тұрақсыз екенін көрсетеді. Кез келген кішкентай бұзылу, мысалы, құлаған бөлшектер, ішкі көкжиек құрылымында күрт өзгерістерге әкелуі мүмкін. Бұл тұрақсыздық жалпы салыстырмалылық теориясының болжамдылығына қарсы күрес болып табылады, өйткені ол теорияның детерминистік сипатының бұзылуына әкелуі мүмкін. Массалық инфляция сценарийі классикалық жалпы салыстырмалылықтың нәтижесі болып табылады және кванттық әсерлерді ескермейді, олар осындай жоғары қисықтық пен энергия тығыздығы бар аймақтарда маңызды болады деп күтілуде. Кванттық гравитация қара тесіктердің жанында және ішінде не болып жатқанын толығырақ және дәйекті сипаттама береді деп күтілуде, бұл ішкі көкжиек тұрақсыздығы мен массалық инфляция мәселесін шешуі мүмкін.
The significance of M H spacetimes is that they allow for the implementation of certain non Turing computable tasks (hypercomputation). The idea is for an observer at some event in p's past to set a computer (Turing machine) to work on some task and then have the Turing machine travel on , computing for all eternity. Since lies in p's past, the Turing machine can signal (a solution) to p at any stage of this never ending task. Meanwhile, the observer takes a quick trip (finite proper time) through spacetime to p, to pick up the solution. The set up can be used to decide the halting problem, which is known to be undecidable by an ordinary Turing machine. All the observer needs to do is to prime the Turing machine to signal to p if and only if the Turing machine halts. As matter and radiation fall into a black hole, they are focused and blueshifted (their wavelengths become shorter) due to the intense gravitational field. This effect is even more pronounced near the inner horizon due to the extreme curvature of spacetime in this region. The energy of the infalling radiation increases as it approaches the inner horizon because of this blueshifting. The energy appears to become infinite from the perspective of an observer falling into the black hole. General relativity predicts that energy and momentum affect the curvature of spacetime. This is known as the backreaction. The blueshifted energy of the infalling radiation should, in principle, have a significant impact on the spacetime geometry near the inner horizon. The backreaction of the blueshifted radiation leads to a runaway effect where the effective mass parameter (or energy density) of the black hole as measured near the inner horizon grows without bound. This is what is referred to as mass inflation. It results in a singularity that is not a point but rather a null, weak, or "whimper" singularity along the inner horizon. The mass inflation singularity suggests that the inner horizon is unstable. Any small perturbation, such as an infalling particle, can lead to drastic changes in the structure of the inner horizon. This instability is a challenge for the predictability of general relativity because it could potentially lead to a breakdown of the deterministic nature of the theory. The mass inflation scenario is a product of classical general relativity and does not take into account quantum effects, which are expected to become significant in regions of such high curvature and energy density. Quantum gravity is anticipated to provide a more complete and consistent description of what happens near and inside black holes, potentially resolving the issue of inner horizon instability and mass inflation.
Мысалдар
Керр метрикасы айналып жатқан қара тесік айналасындағы бос кеңістікті сипаттап, мынадай ерекшеліктерге ие: компьютер қара тесік айналасында шексіз айналып жүре алады, ал қара тесікке түскен бақылаушы ішкі оқиға көкжиегін кесіп өткен кезде M H оқиғасын бастан кешіреді. (Бұл, алайда, қара тесіктің булануы мен ішкі көкжиекте кездесетін шексіз көкжиекті елемеді.)
The Kerr metric, which describes empty spacetime around a rotating black hole, possesses these features: a computer can orbit the black hole indefinitely, while an observer falling into the black hole experiences an M H event as they cross the inner event horizon. (This, however, neglects the effects of black hole evaporation and the infinite blueshift that is encountered at the inner horizon.)