黑洞,已經(jīng)夠神秘了,但最神秘的地方在更深處
在2019年的時(shí)候,科學(xué)家們首次拍攝了 “黑洞照片”。從圖片中可以看到,一個(gè)巨大的圓環(huán)圍繞著一個(gè)圓形的黑色空洞發(fā)光。雖然我們可以看到由數(shù)以億計(jì)太陽(yáng)光組成的吸積盤,但是黑色的內(nèi)部卻什么也看不到。盡管如此,這里卻存在著現(xiàn)代科學(xué)里最大的謎團(tuán)之一。

黑洞最深處是什么?你需要回答這些重大問(wèn)題嗎?你總是會(huì)很好奇嗎?
叮咚!為那耐人尋味的內(nèi)容按下鈴鐺提醒!所有的天體物體中,黑洞可能最為神秘。在基本面上說(shuō),我們知道它們基本上會(huì)吸收身旁的光,這可以使它們?cè)诖蠖鄶?shù)情況下不可見(jiàn),并且這部分狀態(tài)經(jīng)常通過(guò)重力對(duì)周圍環(huán)境的影響推斷出來(lái)。追溯回1783年,科學(xué)家約翰·米契爾是第一個(gè)提出這個(gè)驚人的結(jié)構(gòu)的理論。

這個(gè)概念是如此陌生以至于被很多人忽視,直到一個(gè)多世紀(jì)后,阿爾伯特·愛(ài)因斯坦才開(kāi)始他有關(guān)這方面的研究。盡管到了二十世紀(jì)六十年代,“黑洞”這個(gè)名字還沒(méi)被廣泛使用?;氐浇裉欤瑥默F(xiàn)代的認(rèn)知來(lái)看,黑洞還是不會(huì)掀起多大的浪花。甚至是我們最引以為豪的方程式,當(dāng)問(wèn)到他們中心或者奇點(diǎn)處有什么的時(shí)候也會(huì)崩潰。這所有的一切甚至是黑洞的 “中心”或“底部”的概念都不能真正從字面意思上理解。

廣義相對(duì)論告訴我們黑洞的中心的質(zhì)量太大太集中了,它們實(shí)際上無(wú)限地扭曲著時(shí)空,以創(chuàng)造一個(gè)在空間結(jié)構(gòu)上永無(wú)止境的凹陷?;谀壳暗乃伎迹@個(gè)“底部”事實(shí)上永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)。話雖如此,這個(gè)絕不是封閉的例子,要知道我們的知識(shí)日新月異。黑洞的核心比簡(jiǎn)單描繪成“奇點(diǎn)”這個(gè)概念還要復(fù)雜,即使這是不爭(zhēng)的事實(shí)。作為一種方法,當(dāng)我們考慮時(shí)空——一種理論上的宇宙結(jié)構(gòu)的時(shí)候,我們需要問(wèn)我們正在處理的奇點(diǎn)類型,空間上的還是時(shí)間上的?空間(或“類空的”)奇點(diǎn)和時(shí)間(或“類時(shí)的”)對(duì)應(yīng)體的行為是不相同的。

在空間奇點(diǎn)中,一旦物質(zhì)到達(dá)事件視界,它就被捕獲了,在這一點(diǎn)上,從時(shí)間的角度來(lái)看,它實(shí)際上沒(méi)有未來(lái),也不再存在。然而,在時(shí)間奇點(diǎn)中,即使事件后視界物質(zhì)再次被捕獲,但它仍然存在于時(shí)間中,因此在某種程度上,物質(zhì)仍然存在。更主流的觀點(diǎn)傾向于黑洞擁有空間奇點(diǎn),這個(gè)觀點(diǎn)存在了幾十年,但最近出現(xiàn)了一些問(wèn)題。因?yàn)橐环矫?,時(shí)間奇點(diǎn)可能會(huì)解決圍繞黑洞的許多問(wèn)題,把它們從我們刻板印象中的無(wú)生命的死亡區(qū)變成更有活力的東西,甚至可能變成一種創(chuàng)造力本身。

然而,從目前來(lái)看,時(shí)間奇點(diǎn)也可能更加可視化,而我們知道黑洞(看不見(jiàn))。也許我們發(fā)現(xiàn)黑洞只是時(shí)間問(wèn)題,但在那之前,研究還在繼續(xù)。不過(guò),也有人提出,我們一開(kāi)始就如此專注于奇點(diǎn)可能是錯(cuò)誤的,它可能是隱藏在黑洞深處的某些東西。有些人甚至說(shuō),我們的整個(gè)黑洞理論可能被誤導(dǎo)了。從根本上說(shuō),我們所知的這些物體并不能很好地與我們現(xiàn)有的大多數(shù)關(guān)于生命、宇宙和一切事物的理論相吻合。但是根據(jù)物理學(xué)家帕維爾·馬祖爾和埃米爾·莫托拉提出的一個(gè)假設(shè),這是因?yàn)楹诙磳?shí)際上并不是我們目前所理解的黑洞概念。相反,它們是另一種被稱為引力星的巨型太空物。
引力星從遠(yuǎn)處看起來(lái)就像一個(gè)黑洞——當(dāng)然,“從遠(yuǎn)處看”只是我們看待它們的方式——但在這里,內(nèi)部有一些不一樣的東西,也可能有一個(gè)能到達(dá)的“底部”。與無(wú)窮無(wú)盡的奇點(diǎn)不同,引力星包含了我們的老朋友:暗能量。人們經(jīng)常用“暗能量”作為無(wú)法回答的問(wèn)題的答案,因?yàn)槲覀儗?duì)它幾乎一無(wú)所知。但是,當(dāng)涉及到黑洞時(shí)(或者在這里稱它為引力星),暗能量的自然排斥性才是關(guān)鍵。

在重力真空星中,盡管物質(zhì)會(huì)不斷下落,直至超過(guò)事件視界和人類觀測(cè),但它并不會(huì)無(wú)限墜落,而是在暗能量核心的排斥下,停留于重力真空星的核心周圍。對(duì)我們來(lái)說(shuō),物質(zhì)在不斷流失,但對(duì)宇宙來(lái)說(shuō),物質(zhì)始終存在。值得注意的是,這一理論目前還沒(méi)有得到廣泛認(rèn)可,但它仍不乏為一個(gè)有趣的可能性,它暗示著終有一天我們對(duì)黑洞的發(fā)現(xiàn),將顛覆人們對(duì)物理學(xué)的理解。
此外,為了解釋黑洞這一存在,一些研究者對(duì)宇宙如何運(yùn)作持有完全不同的理論,比如圈量子引力論。它試圖建立一個(gè)難以捉摸的量子引力理論,并認(rèn)為宇宙實(shí)際上是由時(shí)空中的微粒(或圈)組成的。如果這是真的那將另有多種詮釋,但對(duì)黑洞來(lái)說(shuō),這意味著在它們的底部存在著一顆普朗克恒星或暗星。在廣義物理學(xué)中,普朗克長(zhǎng)度是最小的測(cè)量單位,而且就目前所知,不存在更小的物體。

因此,也幾乎不會(huì)有比普朗克恒星更小的存在。但在圈量子引力模型中,它仍舊排斥其他能量,因此標(biāo)志著黑洞中切實(shí)存在“一切事物的終點(diǎn)”。這種理論的一個(gè)紕漏是,黑洞會(huì)在這種場(chǎng)景下瞬時(shí)爆炸,而我們尚未觀測(cè)到這一現(xiàn)象。不過(guò),一個(gè)潛在的解釋是,黑洞周圍扭曲的引力膨脹了時(shí)間,進(jìn)而擾亂了黑洞的生命周期,導(dǎo)致我們眼中的黑洞似乎長(zhǎng)存有數(shù)十億年時(shí)間。盡管如此,這些理論還尚在不斷演變中。
目前為止,它們代表的只是另一種可能性,黑洞的本質(zhì)仍然撲朔迷離。那么,你覺(jué)得黑洞是什么呢?這些理論不約而同地放棄了傳統(tǒng)物理學(xué),轉(zhuǎn)而追求別的答案...時(shí)間奇點(diǎn),暗能量核心,抑或是長(zhǎng)存的普朗克恒星。不過(guò),要牢記你并不是只有這些選擇。畢竟據(jù)黑洞宇宙學(xué)模型來(lái)看,黑洞的內(nèi)部從未完全達(dá)到過(guò)無(wú)限密度。
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