穿越黑洞——论不打破时间反演对称性

众所周知，一个落入黑洞的粒子，一旦进入半径为 $3r_{s}/2$ 的球面（其中 $r_{s}$ 为史瓦西半径），将在有限固有时内必然到达中心。通常假设粒子一旦到达中心奇点便停止运动。本文表明，这一假设并无理论依据。事实上，由于运动方程的时间反演对称性，更“自然”的假设是粒子将穿越奇点并从另一侧出来。当然，无法计算粒子在奇点本身的轨迹。然而，可以计算其进入前和穿出后的轨迹。这两段轨迹在奇点处的连续性通过能量和角动量守恒条件得以维持。本文展示了此类计算的结果。此外，若要使粒子在中心停止，则必须在该点存在非保守力。由于此类力在理论和实验上均属未知，谨慎的做法是忽略它们。