黑洞存在于我们的宇宙中。这在今天已被广泛接受。物理学家已经探测到黑洞进食时发出的 X 射线，分析了黑洞碰撞产生的引力波，甚至对其中两个庞然大物进行了成像。
但是哥伦比亚大学的数学家 Elena Giorgi 以不同的方式研究黑洞。“黑洞是爱因斯坦方程的数学解，”乔治说——这个“主方程”是广义相对论的基础。
她和其他数学家试图证明关于这些解决方案的定理，并以其他方式探索广义相对论的数学。他们的目标：解开关于黑洞的未被怀疑的真相或验证现有的怀疑。
一张 Elena Giorgi 站在黑板前的照片，黑板上面写着用白色粉笔写的数学方程式。
“我的大部分工作，”埃琳娜·乔治 (Elena Giorgi) 说，“都是为了证明我们已经预料到的事情是真实的。”
APRIL RENAE/哥伦比亚大学
在广义相对论中，“人们可以理解清晰的数学陈述并研究这些陈述，他们可以在该理论中给出明确的答案，”苏黎世联邦理工学院理论研究所的数学家 Christoph Kehle 说。数学家可以求解与黑洞形成、演化和稳定性的性质有关的方程式。
去年，在 arXiv.org 在线发布的一篇论文中，Giorgi 及其同事解决了一个长期存在的关于黑洞稳定性的数学问题。一个稳定的黑洞，从数学上讲，是指如果被戳、轻推或以其他方式受到干扰，最终会安定下来成为黑洞的黑洞。就像一根橡皮筋被拉紧然后松开，黑洞不会撕裂、爆炸或不复存在，而是恢复到原来的样子。
黑洞似乎在物理上是稳定的——否则它们无法在宇宙中生存——但从数学上证明它是另一回事。
Giorgi 说，这是一项必要的壮举。如果黑洞像研究人员推测的那样稳定，那么描述它们的数学最好能反映出这种稳定性。如果不是，则基础理论有问题。
“我的大部分工作，”Giorgi 说，“都是为了证明我们已经预料到的事情是真实的。”
数学在黑洞领域有着重大贡献的历史。1916 年，卡尔·史瓦西 (Karl Schwarzschild) 发表了爱因斯坦广义相对论方程在单个球形质量附近的解。数学显示了质量可以被压缩到多小的极限，这是黑洞的早期迹象。最近，英国数学家罗杰彭罗斯因其计算表明黑洞是广义相对论在现实世界中的预测而获得 2020 年诺贝尔物理学奖。在 1965 年发表的一篇具有里程碑意义的论文中，彭罗斯描述了物质如何坍缩形成一个以奇点为中心的黑洞。
就在几年前的 1963 年，新西兰数学家罗伊·克尔 (Roy Kerr) 找到了爱因斯坦旋转黑洞方程的解。Giorgi 在虚拟的 2022 年国际数学家大会上的公开演讲中指出，这是“黑洞的游戏规则改变者”。旋转黑洞是比卡尔·施瓦西解出方程式的非旋转黑洞更真实的天体物理对象。
“几十年来，物理学家一直相信黑洞区域是一种对称性的产物，它出现在这个物体的数学构造中，198彩总代返点待遇是什么,
198彩票总代带玩团队具体的点数日工资跟分红需要你去联系198彩票总代1号团队扣扣33287162，而不是在现实世界中，”乔治在演讲中说。克尔的解决方案帮助确立了黑洞的存在。
在一篇近 1,000 页的论文中，Giorgi 及其同事使用了一种“反证法”来表明缓慢旋转的克尔黑洞（意味着它们相对于质量的角动量较小）在数学上是稳定的。该技术需要假设与要证明的陈述相反，然后发现不一致。这表明假设是错误的。这项工作目前正在进行同行评审。“这是一篇很长的论文，所以需要一些时间，”Giorgi 说。
结果尚未扩展到相对于其质量快速旋转的克尔黑洞，而众所周知，克尔黑洞也存在于宇宙中。
虽然结果不太可能颠覆我们对黑洞的看法，但这些数学之旅可以产生新的见解。
乔治对带电荷的黑洞的研究就是如此，这也是爱因斯坦方程的解。她一直在探索这些黑洞在电磁辐射和引力波干扰下会发生什么。她说，这些波可能围绕黑洞、落入黑洞内部或在远处与黑洞相互作用。通过这项工作，她得出了电磁辐射的新数学定义，可用于带电黑洞的其他研究。
Giorgi 从高中开始就跨越了物理和数学领域，当时她意识到“如果我会数学，198彩票平台开了几年，
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一些物理学家认为黑洞数学家正在“更严格地证明他们已经证明的东西，
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198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。，他们相信，”Giorgi 说。与此同时，一些数学家认为她的工作“更多的是物理而不是数学”——直到他们看到她完整的数学证明的长度。
Giorgi 喜欢她在研究中找到的自由。“你可以选择做任何你想做的事情，”她说。“你必须找到你自己的问题。”
