1700934270
1700934271
1700934272
AdS中的空间以一种离奇的方式弯曲着,但是并没有时间那么怪异。回忆前面第3章,在广义相对论中,不同位置上的时钟走的速率是不同的。例如,一只靠近黑洞视界的钟会越走越慢,这也使得黑洞可以被看成是一个时间机器。在AdS中,时钟也表现得很怪异。设想每一个魔鬼都戴着它们自己的手表。最接近中心的魔鬼们,环视一下四周那些相对离中心远一些的邻居们,会发现一些奇怪的事情:距离较远的地方上的时钟,走的速率是他们自己的表的2倍。假设这些魔鬼都有新陈代谢,离得比较远的邻居的新陈代谢也会更快。事实上,每一次时间测量的结果,看起来似乎意味着加速,而且当测量一些更远的地方,时钟似乎走得还要快。每一个连续的环层都会比里面的那个走得快,直到靠近边界上的时钟走得太快,以至于中心附近的魔鬼看到的是一团正在旋转的模糊。
1700934273
1700934274
AdS时空的曲率产生了一个引力场,将所有东西都推向中心,即使在那里并没有什么东西。这个诡异的引力场的一个表现是,如果一个有质量的物体被移向边界的话,它将会被推回来,就跟弹簧上发生的基本一样。如果不外加任何作用,这个物体将会无休止地来回振动。第二个效应实际上就是硬币的另一面。一个向着中心的拉力和一个背着边界的推力是等价的。这个推力是一种不可抗拒的排斥力,使包括黑洞在内的所有东西都与边界没有任何联系。
1700934275
1700934276
造出来的盒子是用来放东西进去的,所以我们在盒子中放入几个基本粒子。不论我们把它们放在哪里,它们将会被拽向中心。单个粒子最终将绕着中心振荡,但是如果有两个或两个以上的粒子,它们可能会碰撞。引力——不是那个AdS中诡异的引力,只是普通的粒子间的引力吸引作用——可能会使它们聚成一团。加入更多的粒子会增加中心的压力和温度,这个聚团可能会被点燃而形成一颗恒星。如果再加入更多的质量,那么将会导致一个灾难性的坍缩:一个黑洞将会形成——一个黑洞被捕获在一个盒子里面了。
1700934277
1700934278
1700934279
1700934280
1700934281
巴纳多斯、泰特尔鲍姆和扎内利并不是第一个研究AdS中黑洞的人;这个荣誉应该给唐·佩吉和史蒂芬·霍金。但是BTZ发现了最简单的例子,这个例子很容易想象,因为其空间只有二维。这里有一幅关于BTZ黑洞的图像。黑色的区域的边界是视界。
1700934282
1700934283
除了一个例外,反德西特黑洞具有所有普通黑洞应该有的特点。如往常一样,视界里面藏着一个让人非常讨厌的奇点。增加质量会导致黑洞尺寸的增加,并把视界推向边界。
1700934284
1700934285
但是与普通黑洞不同,AdS黑洞并不会蒸发。视界是一个无穷尽的热源,不断地辐射光子。但是这些光子没有地方可去。它们又会再一次掉入黑洞,而不是蒸发到外部的空间中。
1700934286
1700934287
1700934288
1700934289
1700934290
再说一点反德西特
1700934291
1700934292
设想放大《圆的极限Ⅳ》边界上的点,使它膨胀,以至于边界看上去完全是平直的。
1700934293
1700934294
我们可以一次次重复上述做法,直到最后边界看上去是笔直而且无限的,这并不需要我们对每一层的天使和魔鬼都进行放大处理。我不是埃舍尔,我没法复制他这幅优美的作品,但是如果为了简化起见,我们用方块取代魔鬼,这幅图就会变成某种格状图案,越接近这种格状图案的边界,其方块就越小。我们可以把AdS看成是一堵有无限多砖块的墙。当你每下一层,砖块都会变大一倍。
1700934295
1700934296
1700934297
1700934298
1700934299
当然,在反德西特空间中并没有真实的线,就像地球表面上没有经线和纬线一样。它们只是用来告诉你的眼睛,尺度是怎么因空间的曲率而变形的。
1700934300
1700934301
埃舍尔的画和我这个粗糙的版本表示的都是二维空间,但是真实的空间是三维的。想象空间添加一维后的样子并不困难。我们要做的就是把用三维的立方体取代方块。在下面的图中,我将给出一堵三维的“砖墙”,不过在你脑中要想象这堵墙在水平方向和垂直方向都是无限延伸的。
1700934302
1700934303
1700934304
1700934305
1700934306
1700934307
1700934308
1700934309
与以往一样,给这幅图加入时间维:给每一个方块或者立方体配上自己的时钟。时钟运行的速率,取决于他们在哪个层面上。我们每接近边界一层,时钟都会被加速一倍。相反的,如果我们沿着墙往下走,那么时钟将会变慢。
1700934310
1700934311
1700934312
1700934313
1700934314
从数学的角度来看,没有理由把空间停在三维。通过堆砌各种大小不一的四维的立方体,我们可以构建4+1维反德西特空间,或者任意其他维数的空间。但是画一个四维的立方体是极其复杂的。这里我们尝试一下。
1700934315
1700934316
这种把它们堆在一起形成四维版本AdS的尝试,会导致令人沮丧的混乱。
1700934317
1700934318
盒中乾坤
1700934319
[
上一页 ]
[ :1.70093427e+09 ]
[
下一页 ]