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柯西视界

柯西视界(Cauchy horizon)是相对论思想的核心之一,涉及因果性和事件相互影响的方式。它也是物理学中柯西问题有效域的轻似边界,与奥古斯丁·路易·柯西的名字相关联。

基本介绍

相对论思想的核心是因果性,即事件相互影响的方式。一个“事件”是时空中的一个“点”,即一定时刻的一个空间位置。如果信号能以光速或更高的速度从一个事件到达另一个事件,那么它就可以影响那个事件。

考虑时空在某个时刻的所有点,即某个常数时间曲面。在相对论数学中,受我们的常数时间曲面影响的时空点称为该曲面的“柯西发展”。这些点回答了来自常数时间曲面上的信息会如何发展的问题。

柯西视界的一侧包含封闭的类空测地线,另一侧包含封闭的类时测地线。在平均弱能量条件(AWEC)下,柯西视界本质上是不稳定的。但是,存在AWEC违规的情况,例如由周期性边界条件引起的Casimir效应。由于柯西视界内的时空区域具有闭合的时间曲线,因此它受到周期性边界条件的影响。如果我们可以假设柯西视界内的时空违反AWEC,则视界变得稳定,并且频率增强效应将被时空趋势作为发散透镜抵消。如果这个猜想在经验上是真实的,它将为强大的宇宙审查猜想提供一个反例

特征

正常的希望是,这个曲面的所有未来点都处在它的奥古斯丁-路易·柯西发展区域。但是,正如斯蒂芬·霍金在他的文章里讲的,存在不是这种情况的时空,在那些时空中,存在着不完全决定未来所有区域的常数时间面。霍金为这样的时空引进“柯西视界”,意思是能被确定的区域的边界。正如他指出的,柯西视界出现在阿尔伯特·爱因斯坦方程中的某些黑洞解中。他还证明,如果时空包含一个闭合类时曲线的区域,那么在一定条件下,柯西视界是必然的。

柯西视界有别于黑洞的视界。不过,两种视界都具有把时空分为两个不同区域的性质。

参考资料

河南工人日报数字报