第五百三十二章 数学已证明一种特殊的时空具有不稳定性 (2 / 2)
        莫斯基迪斯没有使用光线，而是将广义相对论模型中常用的一种物质——所谓的爱因斯坦-弗拉索夫粒子——放入反德西特空间。这些粒子在时空中产生物质的同心圆波，类似于出现在池塘中的水波。

        当物质突然进入这个时空时，会产生许多同心波，前两个将是最大的。因为它们包含了最多的物质和能量。第一个波（称为波1）会向外膨胀，直到触及边界，反弹回来，并在向中心收缩。第二个波将接踵而至。

        当波1反弹离开边界并开始向中心收缩时，它会碰到仍在膨胀的波2。莫西迪斯确定，爱因斯坦方程的一个结果是，在这样的相互作用中，膨胀的波（这里是波2）总是将能量传递给收缩的波（波1）。

        在波1到达中心后，它将再次开始膨胀，与现在正在收缩的波2相遇。这一次，波1将给予波2能量。这个循环可以重复很多很多次。

        莫奇迪斯还发现了另一件事：在靠近中心的地方，波占据的空间更少，它们携带的能量更集中。正因为如此，波在中心附近的相互作用中交换的能量比在边界附近的相互作用中要多。最终结果是，波1在中心给予波2的能量比波2在边界给予波1的能量多。

        经过无数次的迭代，波2变得越来越大。因此，波2的能量密度继续增加。在某一时刻，当波2向中心收缩时，它的能量会变得如此集中以至于形成一个黑洞。

        这是不稳定性的证据：莫斯基迪斯证明，当他在一个反德西特时空中加入哪怕是极少量的物质，一个黑洞就会不可阻挡地形成。然而，根据定义，反德西特时空到处都有均匀的曲率，这意味着它不能容纳像黑洞这样扭曲空间的物体。莫斯基迪斯说：“如果你扰乱反德西特时空并等待一段足够长的时间，你就会得到一个不同的几何图形——一个包含黑洞的几何图形——它就不再是反德西特时空了。这就是我们所说的不稳定。”

        莫斯基迪斯最近证明了另一种反德西特不稳定性——一个所谓的无质量标量场——在几次学术演讲中展示了这一尚未发表的工作。“因为标量场产生的波是引力波的代理，”达菲莫斯说，这让莫斯基迪斯离最终目标又近了一步——证明反德西特空间在真空中的不稳定性（在真正的真空中，时空在没有引入任何物质的情况下受重力扰动）。

        反德西特时空的不稳定性对我们如何理解我们自己的宇宙有着重大的影响。首先，由于反德西特时空是不稳定的，它是“你在自然界看不到的东西，”莫斯基迪斯说。但是“即使反德西特时空不是真实的，”他说，“它仍然可以引导我们发现和研究真实的现象。”

        例如，当能量从大尺度集中到小尺度时，湍流就会出现——莫斯基迪斯指出，当反德西特时空受到扰动时，就会出现这种情况。但湍流是一种普遍存在的现象，它出现在各种流体系统中。反德西特时空是一个“干净”且相对简单的系统，这就是为什么他认为它是研究湍流的“一个良好的理论试验台”。在反德西特时空中，湍流是由重力引起的，但莫斯基迪斯相信他正在开发的数学工具也可以帮助分析流体力学中出现的湍流。

        反德西特空间在所谓的AdS/CFT通信中也很突出——这是如何将量子力学与引力结合的关键线索。对应表明反德西特空间中的一个引力系统可以等价于一个更少维的非引力量子系统。“我们可以用一个不包含引力的量子力学系统来代替引力理论来描述它（不是我们宇宙中的引力理论），而是反德西特宇宙中的引力理论，”马尔达西纳说。

        当把莫斯基迪斯的工作与AdS/CFT的联系结合起来时，也可以帮助阐明我们更熟悉的相互作用粒子的领域。例如，莫斯基迪斯利用反德西特时空的小扰动来创造黑洞。这个过程通过对应关系，与量子系统达到平衡的热化过程相关，这是一个几乎无处不在的现实世界现象。

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