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一颗濒死恒星可能创造一个新宇宙,而非黑洞

如果某些黑洞根本不是黑洞,那会怎样?一项新的理论研究提出,当大质量恒星坍缩时,它可能并不会形成隐藏在事件视界背后的奇点。相反,这种坍缩可能会在濒死恒星内部触发一个微小的新宇宙的诞生。在暗能量的驱动下,这个微型宇宙会不断膨胀并抵抗引力,从而阻止彻底坍缩,进而形成一种被称为“引力真空星”的奇异天体。

尽管黑洞已被物理学家广泛接受,但它们仍引发深刻的问题。相当于数十亿倍太阳质量的物质如何能被挤压进一个无限小的点?时空如何在奇点处变得无限弯曲?

在这个极端极限下,已知的物理定律无法提供可靠的答案。科学家无法准确描述在此类条件下会发生什么。黑洞还带来了另一个挑战,因为它们将事件视界之外的一切都隐藏了起来。任何越过这一边界的物质、辐射或信息,包括光本身,都无法再被观测到。

引力星与暗能量的作用

由于这些悬而未决的问题,一些研究人员探索了一种可能性,即至少某些被认定为黑洞的天体实际上完全是另一种东西。一种提出的替代方案是一种被称为“引力星”的超致密天体。

引力星的密度和质量几乎与黑洞相当,因其强大的引力牵引而极难被探测到。然而,与黑洞不同的是,它们内部不含奇点或事件视界。相反,在普通物质构成的外壳之下,其内部充满了暗能量。这种神秘的能量形式会产生向外的压力,抵消引力并防止天体完全坍缩。

对许多物理学家而言,引力星提供了一个颇具吸引力的替代方案,因为它们规避了与黑洞相关的一些概念性难题。然而,一个主要问题几十年来一直悬而未决:引力星究竟是如何形成的?

 

新解决方案表明微型宇宙的形成

理论物理学家丹尼尔·詹波尔斯基和卢西亚诺·雷佐拉教授现已提出了一项解决方案,他们将其描述为阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论方程的首个动态解,该解解释了坍缩的恒星如何产生引力星。

根据他们的研究,大质量恒星的坍缩可能会在坍缩物质内部诱发一个微型宇宙的诞生。这个新形成的宇宙与孕育了我们自身宇宙的大爆炸并无太大差异。正如在我们的宇宙中一样,暗能量将驱动其膨胀。

随着微型宇宙的膨胀,它会向外推挤以对抗向内的引力牵引。这种反向作用力可以在黑洞形成之前遏止坍缩。最终,坍缩的恒星物质与内部膨胀的宇宙之间形成了一种稳定的平衡。这种平衡造就了引力星。

研究人员表示,他们的解决方案首次解释了科学家们争论约25年的一个问题:引力星如何能从普通物质的坍缩中诞生。

新物理学的空间

丹尼尔·詹波尔斯基在卢西亚诺·雷佐拉指导下完成硕士论文期间提出了这一解决方案,他解释道:“新生宇宙的大爆炸可以在恒星已经坍缩至几乎成为黑洞的那一刻才展开。”

物质被压缩至如此极高密度后的行为目前仍知之甚少,这为新物理现象的出现留有了可能性。正如詹波尔斯基所指出的:“更容易想象的是,大爆炸仅发生在一个非常晚期的阶段,此时物质已被压缩到极端程度,从而引发新的效应。”

歌德大学理论天体物理学教授雷佐拉强调,探索替代方案并不意味着否定黑洞。“寻找黑洞的替代方案不应暗示对黑洞持怀疑态度,黑洞仍然代表了引力坍缩归宿最自然、最简单的解。然而,作为科学家,特别是理论物理学家,对我们未知的事物保持客观的态度至关重要,因此既要探索公认的认知,也要探索更为奇异的解释。历史告诉我们,后者转变为前者的情况并不罕见。”