黑洞，已经够神秘了，但最神秘的地方在更深处

2023-04-12 10:03:08 来源：科普中国

在2019年的时候，科学家们首次拍摄了 “黑洞照片”。从图片中可以看到，一个巨大的圆环围绕着一个圆形的黑色空洞发光。虽然我们可以看到由数以亿计太阳光组成的吸积盘，但是黑色的内部却什么也看不到。尽管如此，这里却存在着现代科学里最大的谜团之一。

黑洞最深处是什么？你需要回答这些重大问题吗？你总是会很好奇吗？

(资料图片仅供参考)

叮咚！为那耐人寻味的内容按下铃铛提醒！所有的天体物体中，黑洞可能最为神秘。在基本面上说，我们知道它们基本上会吸收身旁的光，这可以使它们在大多数情况下不可见，并且这部分状态经常通过重力对周围环境的影响推断出来。追溯回1783年，科学家约翰·米契尔是第一个提出这个惊人的结构的理论。

这个概念是如此陌生以至于被很多人忽视，直到一个多世纪后，阿尔伯特·爱因斯坦才开始他有关这方面的研究。尽管到了二十世纪六十年代，“黑洞”这个名字还没被广泛使用。回到今天，从现代的认知来看，黑洞还是不会掀起多大的浪花。甚至是我们最引以为豪的方程式，当问到他们中心或者奇点处有什么的时候也会崩溃。这所有的一切甚至是黑洞的 “中心”或“底部”的概念都不能真正从字面意思上理解。

广义相对论告诉我们黑洞的中心的质量太大太集中了，它们实际上无限地扭曲着时空，以创造一个在空间结构上永无止境的凹陷。基于目前的思考，这个“底部”事实上永远无法到达。话虽如此，这个绝不是封闭的例子，要知道我们的知识日新月异。黑洞的核心比简单描绘成“奇点”这个概念还要复杂，即使这是不争的事实。作为一种方法，当我们考虑时空——一种理论上的宇宙结构的时候，我们需要问我们正在处理的奇点类型，空间上的还是时间上的？空间（或“类空的”）奇点和时间（或“类时的”）对应体的行为是不相同的。

在空间奇点中，一旦物质到达事件视界，它就被捕获了，在这一点上，从时间的角度来看，它实际上没有未来，也不再存在。然而，在时间奇点中，即使事件后视界物质再次被捕获，但它仍然存在于时间中，因此在某种程度上，物质仍然存在。更主流的观点倾向于黑洞拥有空间奇点，这个观点存在了几十年，但最近出现了一些问题。因为一方面，时间奇点可能会解决围绕黑洞的许多问题，把它们从我们刻板印象中的无生命的死亡区变成更有活力的东西，甚至可能变成一种创造力本身。

然而，从目前来看，时间奇点也可能更加可视化，而我们知道黑洞（看不见）。也许我们发现黑洞只是时间问题，但在那之前，研究还在继续。不过，也有人提出，我们一开始就如此专注于奇点可能是错误的，它可能是隐藏在黑洞深处的某些东西。有些人甚至说，我们的整个黑洞理论可能被误导了。从根本上说，我们所知的这些物体并不能很好地与我们现有的大多数关于生命、宇宙和一切事物的理论相吻合。但是根据物理学家帕维尔·马祖尔和埃米尔·莫托拉提出的一个假设，这是因为黑洞实际上并不是我们目前所理解的黑洞概念。相反，它们是另一种被称为引力星的巨型太空物。

引力星从远处看起来就像一个黑洞——当然，“从远处看”只是我们看待它们的方式——但在这里，内部有一些不一样的东西，也可能有一个能到达的“底部”。与无穷无尽的奇点不同，引力星包含了我们的老朋友：暗能量。人们经常用“暗能量”作为无法回答的问题的答案，因为我们对它几乎一无所知。但是，当涉及到黑洞时(或者在这里称它为引力星)，暗能量的自然排斥性才是关键。

在重力真空星中，尽管物质会不断下落，直至超过事件视界和人类观测，但它并不会无限坠落，而是在暗能量核心的排斥下，停留于重力真空星的核心周围。对我们来说，物质在不断流失，但对宇宙来说，物质始终存在。值得注意的是，这一理论目前还没有得到广泛认可，但它仍不乏为一个有趣的可能性，它暗示着终有一天我们对黑洞的发现，将颠覆人们对物理学的理解。

此外，为了解释黑洞这一存在，一些研究者对宇宙如何运作持有完全不同的理论，比如圈量子引力论。它试图建立一个难以捉摸的量子引力理论，并认为宇宙实际上是由时空中的微粒（或圈）组成的。如果这是真的那将另有多种诠释，但对黑洞来说，这意味着在它们的底部存在着一颗普朗克恒星或暗星。在广义物理学中，普朗克长度是最小的测量单位，而且就目前所知，不存在更小的物体。

因此，也几乎不会有比普朗克恒星更小的存在。但在圈量子引力模型中，它仍旧排斥其他能量，因此标志着黑洞中切实存在“一切事物的终点”。这种理论的一个纰漏是，黑洞会在这种场景下瞬时爆炸，而我们尚未观测到这一现象。不过，一个潜在的解释是，黑洞周围扭曲的引力膨胀了时间，进而扰乱了黑洞的生命周期，导致我们眼中的黑洞似乎长存有数十亿年时间。尽管如此，这些理论还尚在不断演变中。

目前为止，它们代表的只是另一种可能性，黑洞的本质仍然扑朔迷离。那么，你觉得黑洞是什么呢？这些理论不约而同地放弃了传统物理学，转而追求别的答案...时间奇点，暗能量核心，抑或是长存的普朗克恒星。不过，要牢记你并不是只有这些选择。毕竟据黑洞宇宙学模型来看，黑洞的内部从未完全达到过无限密度。

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