處,只要不碰上它就行,他甚至能親眼看看究竟光訊號能否從環上發出來。
至於奇點的另一側,那是一個空間上無限的時空區域,其中的距離是“負”的。這種表面上的荒謬被解釋為引力吸引性的反轉,引力變成斥力,迫使物質由奇點無限地遠離。
轉動黑洞的豐富結構為許多種極誘人的探索提供了可能性。圖50中的路線A顯示了探索奇點另一側的反引力宇宙的可能性。路線B和C表明,穿透黑洞內部、飛越苛點,並出現於別的外部宇宙,這在理論上是可能的,當然以很大的黑洞為宜,因為只有這樣飛船才不至於被潮汐力摧毀。但是,路線D是不允許的,因為它越出了光錐,所以,即使是在這個圖上,仍然有一部分時空是被嚴格禁止去探索的。
時間機器
只憑常識,無論如何嘗試,,急難免不時感到驚訝。科學的目的正是要從這種驚訝中拯救常識。
——日特蘭·羅素(Bertraod RUS8em
彭羅斯圖的確使我們內心感到疑慮重紅一個宇宙可以分成許多片,因而就有許多個外部宇宙,這真是令人費解,儘管按照廣義相對論是完全可以接受的。轉動黑洞把無數個蟲洞接在時空見何的不同部分上。由於兩個事件既可以在時間上也可以在空間上相區分,因而至少原則上就可能做到,在一個給定時刻從~個給定位置透過一個仔細選擇的蟲洞而到達同一個位置,但卻是在過去或將來的一個不同時刻。也就是說,黑洞可以作為一種跨越時間的機器。
科學史已經多次證明,今天看來是荒謬的東西,明天可能成為普遍接受的事實。然而,時間倒退的旅行簡直是對常識的侮辱,怎能想象一個人可以倒退到從前,把自己的祖父在還沒有孩子時就給殺掉呢?假若是這樣,這個兇手自己就不會被生出來,那當然就談不上去殺祖父,那麼祖父就又可以有後代,而他的後代又可以去殺他,如此等等。這個時間怪論是由一位法國作家雷納·巴雅瓦(Rene Barjavel)在題為《輕率的旅行》的小說裡講述的。
返回過去的旅行違反了要求原因總是在效果之前的因果律(見“光使時空聯姻”一節),但是,因果律是一條由邏輯,而不是由相對論制定的規則,它在狹義相對論裡無可置疑,而那裡沒有引力。現在,以超光速運動退回過去也同樣絕對不允許。但是在廣義相對論裡,宇宙被引力所彎曲,時空幾何被變形<例如,由於~個轉動黑洞),因而使得不必作超光速運動就能去探索過去。
如果回到過去是可能的,常識不就全崩潰了嗎?並非如此。如果我們把因果律代之以目洽律,即規定一個物理系統的演化必須自相一致,那麼回到過去也是允許的。巴雅瓦所描述的情況(人殺死祖先)顯然是不自洽的。但是喜愛難題的理論家們竟然想出了那麼複雜的反因果情景,使得常識大力困惑。
為解脫困境,我們能否論證由黑洞導致的潛在性反因果扭曲只是一種數學假象,當一顆轉動恆星坍編成黑洞時實際並不發生呢?在球對稱情況可以一步步地跟蹤收縮恆星外部和內部幾何的演化,並由一張克魯斯卡圖或一組鑲嵌圖看到白洞和反宇宙這些令人為難的現象被自然地排除。不幸的是,在非球對稱情況我們並不知道怎樣嚴格地描繪轉動恆星的外部或內部時空見何。幾何會不斷地被引力波擾動,只有當黑洞已經形成時克爾幾何才得以建立。最近的計算已經證明,任何進入轉動黑洞的物質或輻射,其能量會被引力場大為增強,以至於其目引力將改變時空並阻塞蟲洞。理論家們已經向自己提問,在什麼條件下~個宏觀的蟲洞(例如與~個巨黑洞相聯絡的,於是潮汐力就不會太強)能夠不受物質進入(例如一艘飛船)的影響而保持開放?我記得,在1976年即我開始研究廣義相對論的那一年,一個很嚴肅的基金會(培根基金會)曾懸賞300英鎊來徵求下述問題的解:“按照目前的理論,轉動黑洞是通往其他時空區域的真實人口,那麼一個飛行器怎樣才能透過一個轉動黑洞進入另一個時空區域,而不被奇點的引力場摧毀?”作為這個領域的一名新手,我顯然沒有能力去贏得這筆獎金,甚至不能去嘗試。我不知道是否有任何人得了這個獎,但可以肯定的是這個問題直到1985年還沒有解決,不過換成了一種更奇異的表述方式:看來只有那些由能產生巨大“負壓力”的物質交織成的蟲洞才是穩定的。負壓力是一種張力,就像被拉伸的彈簧中的力。在通常物質中張力總是遠小於能量(例如,鋼的斷裂張力比它每單位體積內包含的能量小1
億倍),而在賴以使蟲洞