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最珍贵的科幻场景之一是使用黑洞作为另一个维度或时间或宇宙的门户。这种幻想可能比以前想象的更接近现实。
黑洞可能是宇宙中最神秘的物体。它们是重力压碎垂死恒星无限制的结果，导致形成真正的奇点 - 当整个恒星被压缩到一个点时产生一个无限密度的物体。这种密集而热的奇点在时空结构中打了一个洞，可能为超空间旅行开辟了机会。也就是说，通过时空的短切，允许在短时间内超过宇宙尺度距离。
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研究人员以前认为，任何试图使用黑洞作为这种类型的入口的航天器都必须考虑到最坏的情况。热和密集的奇点将导致航天器在完全蒸发之前忍受一系列越来越不舒服的潮汐拉伸和挤压。
飞过一个黑洞
我在马萨诸塞州达特茅斯大学的团队和佐治亚格威内特学院的一位同事表明，所有的黑洞都不是平等的。如果位于我们银河系中心的射手座A *这样的黑洞很大并且旋转，那么航天器的前景会发生巨大变化。那是因为航天器必须应对的奇点非常温和，并且可以允许非常平静的通道。
这是可能的原因是旋转黑洞内的相关奇点在技术上“弱”，因此不会损坏与其相互作用的物体。起初，这个事实似乎违反直觉。但人们可以认为它类似于快速将手指穿过蜡烛接近2000度火焰而不会被烧伤的常见经验。
我的同事Lior Burko和我一直在研究黑洞的物理学二十多年。 2016年，我的博士学位学生，卡罗琳马拉里，灵感来自克里斯托弗诺兰的大片 星际 ，开始测试Cooper（Matthew McConaughey的角色）能否在他堕落的Gargantua深处幸存下来 - 这是一个虚构的，超大质量，快速旋转的黑洞，是我们太阳质量的1亿倍。 星际 基于诺贝尔奖得主天体物理学家基普·索恩（Kip Thorne）撰写的一本书，以及Gargantua的物理属性是这部好莱坞电影情节的核心。
基于物理学家Amos Ori在二十年前完成的工作，并凭借其强大的计算技能，Mallary建立了一个计算机模型，可以捕获航天器或任何大型物体的大部分基本物理效应，落入一个大的旋转黑色洞穴像射手座A *。
甚至不是一个坎坷的骑行？
她发现的是，在任何情况下，落入旋转黑洞的物体在通过该洞所谓的内部地平线奇点时都不会受到无限大的影响。这是进入旋转黑洞的物体无法操纵或避开的奇点。不仅如此，在适当的情况下，这些影响可能可以忽略不计，从而允许通过奇点进行相当舒适的通过。事实上，根本不会对坠落的物体产生明显的影响。这增加了使用大的旋转黑洞作为超空间旅行的入口的可行性。
马拉里还发现了一个以前未被完全理解的特征：在旋转黑洞的背景下奇点的影响将导致航天器上的拉伸和挤压的快速增加的循环。但对于像Gargantua这样的非常大的黑洞，这种效果的强度将非常小。因此，航天器和船上的任何人都不会发现它。
关键的一点是，这些影响不会无限制地增加;事实上，它们仍然是有限的，即使航天器上的应力在接近黑洞时往往会无限增长。
在Mallary模型的背景下，有一些重要的简化假设和结果警告。主要假设是所考虑的黑洞是完全隔离的，因此不会受到诸如其附近的另一个恒星或甚至任何下降辐射的源的恒定干扰。虽然这个假设允许重要的简化，但值得注意的是，大多数黑洞都被宇宙物质包围 - 尘埃，气体，辐射。
另请参阅：'Solo'为超空间旅行提供燃料名称
因此，Mallary工作的自然延伸将是在更现实的天体物理黑洞的背景下进行类似的研究。
Mallary使用计算机模拟来检查黑洞对物体的影响的方法在黑洞物理学领域非常普遍。毋庸置疑，我们还没有能力在黑洞内或附近进行真正的实验，因此科学家们通过理论和模拟来通过预测和新发现来发展理解。
本文最初发表于Gaurav Khanna的The Conversation。阅读原文。