[论文解读] Black-hole interiors and strong cosmic censorship

Eric Poisson|ArXiv.org|Sep 10, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 4被引用 7

一句话总结

本文研究了黑洞内部的强宇宙监督，指出虽然在渐近平坦时空下强宇宙监督成立，但在经典广义相对论的非渐近平坦设置中其被破坏。作者认为半经典引力可能恢复宇宙监督，暗示在某些黑洞解中决定论崩溃的问题可能得到解决。

ABSTRACT

Strong cosmic censorship holds that given suitable initial data on a spacelike hypersurface, the laws of general relativity should determine, completely and uniquely, the future evolution of the spacetime. Here it is argued that while strong cosmic censorship is enforced for all black holes residing in asymptotically flat spacetime, it is violated (within the classical formulation of general relativity) for some black holes residing in non asymptotically flat spacetime. It is suggested that the semi-classical formulation of general relativity might enforce strong cosmic censorship.

研究动机与目标

• 评估在经典广义相对论下黑洞时空中强宇宙监督的有效性。
• 调查强宇宙监督在非渐近平坦时空中的黑洞是否成立。
• 探讨黑洞内部决定论崩溃的含义。
• 检查半经典引力是否能恢复强宇宙监督，以解决经典理论失效时的决定论问题。

提出的方法

• 分析非渐近平坦背景中黑洞时空解的全局结构。
• 应用广义相对论框架，检验从初始数据出发的时空演化唯一性与决定论。
• 考察测地线的行为以及黑洞内部柯西视界的存在。
• 评估量子修正在通过半经典引力恢复决定论中的作用。
• 将未来完备性以及时空演化唯一性作为强宇宙监督的标准。
• 比较经典与半经典形式，评估奇点或柯西视界是否破坏决定论。

实验结果

研究问题

• RQ1 在经典广义相对论下，强宇宙监督在非渐近平坦时空中的黑洞中是否成立？
• RQ2 导致黑洞内部决定论崩溃的条件是什么？
• RQ3 半经典引力是否能在经典广义相对论失效时恢复强宇宙监督？
• RQ4 在非渐近平坦黑洞时空中，时空面上的初始数据如何决定未来演化？
• RQ5 柯西视界在破坏时空演化唯一性中起什么作用？

主要发现

• 在某些非渐近平坦时空中的黑洞中，经典广义相对论下的强宇宙监督被破坏。
• 这种破坏源于柯西视界的出现，导致无法从初始数据唯一确定时空演化。
• 在渐近平坦时空中，强宇宙监督成立，确保了决定论演化。
• 作者建议半经典引力可能强制实施强宇宙监督，从而潜在地解决决定论问题。
• 分析表明，决定论的崩溃是经典广义相对论在非渐近平坦背景下的特征。
• 结果表明，量子修正对于在黑洞内部恢复可预测性可能至关重要。