科學(xué)人士對(duì)黑洞物理學(xué)“走火入魔”的興趣持續(xù)了數(shù)十年，在長(zhǎng)期的觀測(cè)和分析中，他們解答了黑洞的一些謎團(tuán)，但大量的謎題有待破解。毫無(wú)疑問(wèn)，黑洞物理學(xué)成為了天體物理學(xué)領(lǐng)域引人入勝的分支。黑洞擁有不可思議的物質(zhì)含量，巨量物質(zhì)形成了巨大引力，所有靠近黑洞視界的物體都無(wú)法逃脫引力的“陷阱”，甚至光線也不能逃脫黑洞的引力。很多黑洞的秘密有待科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，法國(guó)土倫大學(xué)的卡洛·羅威力和荷蘭拉德伯德大學(xué)的弗朗西斯卡·維多圖共同發(fā)表了黑洞學(xué)研究的前沿成果，揭示了黑洞的一個(gè)奧秘，每個(gè)黑洞都保留了過(guò)去死亡恒星的殘跡，殘存的恒星來(lái)源于巨大恒星發(fā)生坍塌、形成黑洞之后留下的物質(zhì)。大質(zhì)量的死亡恒星發(fā)生了坍塌，恒星內(nèi)部的熱輻射壓力不足以抵抗恒星自身的引力，而大質(zhì)量恒星是形成黑洞的先決條件。

法國(guó)和荷蘭兩位科學(xué)家解釋說(shuō)，當(dāng)黑洞最后蒸發(fā)之后，隱藏在其內(nèi)的“量子態(tài)恒星”或巨大恒星發(fā)生坍縮后殘留的物質(zhì)逐漸從黑洞中逃逸出去，顯露了死亡恒星的真實(shí)面目。史蒂芬·霍金最先提出了黑洞蒸發(fā)的設(shè)想，黑洞蒸發(fā)理論得到了很多物理學(xué)家的支持，但有些物理學(xué)家提出了疑問(wèn)。黑洞在生命的周期中釋放了黑體輻射，這是一種典型的電磁輻射，從不透明和非反射的物體發(fā)射出來(lái)，霍金輻射有恒定而均勻的溫度，黑洞內(nèi)的物質(zhì)粒子以輻射形式向外逃逸，瞬間只是損失了一點(diǎn)能量或微量物質(zhì)。

羅威力和維多圖認(rèn)為，恒星殘骸在黑洞蒸發(fā)過(guò)程中最終逃出了黑洞的束縛，殘存在黑洞的“閉鎖”恒星被他們稱之為“普朗克恒星”，微小的普朗克恒星揭示了天體物理學(xué)的一個(gè)最重要的謎題，即是所謂的“信息悖論”。黑洞吸收了可思議的巨量物質(zhì)，同時(shí)吞噬了有關(guān)物質(zhì)特征的信息，吸入黑洞的信息似乎變得無(wú)影無(wú)蹤。黑洞內(nèi)的信息去了什么地方，黑洞緩慢地產(chǎn)生了蒸發(fā)，被黑洞吞噬的巨量信息在蒸發(fā)過(guò)程中似乎發(fā)生了奇特變化，從物理學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行分析，信息描述了一個(gè)物體未來(lái)的確定性狀態(tài)，從一個(gè)物體的過(guò)去展示了它的現(xiàn)在狀態(tài)，換句話說(shuō)，包括黑洞在內(nèi)的所有天體不能真正地消除信息的本身，信息隱藏在黑洞的內(nèi)部，但隱藏的信息通過(guò)黑洞的消失發(fā)生了轉(zhuǎn)換，信息得以“重見(jiàn)光明”。

信息消失在黑洞中，但信息本身沒(méi)有消滅，這是黑洞“信息悖論”的含義所在。到目前為止，還沒(méi)有解決黑洞信息丟失謎題的物理方法，長(zhǎng)期以來(lái)，天體物理學(xué)家受到了黑洞迷失信息的困擾。兩位科學(xué)家為了解決黑洞的信息悖論謎題重新審視了宇宙終結(jié)的“大坍塌理論”或“大塌縮理論”，該理論和人們熟悉的宇宙大爆炸理論剛好相反，宇宙大爆炸指的是宇宙大膨脹，宇宙大坍塌指的是宇宙大收縮。所有的宇宙物體和能量在大收縮過(guò)程中最終變成一個(gè)無(wú)窮小的點(diǎn)，“宇宙奇點(diǎn)”或無(wú)窮小點(diǎn)幾乎包含了無(wú)窮大的物質(zhì)和能量，人們的常識(shí)意識(shí)不能接受宇宙的無(wú)窮小點(diǎn)，只有訴諸物理學(xué)家的抽象思維，人們才能理解法國(guó)和荷蘭的兩位科學(xué)家給出的富有挑戰(zhàn)性的科學(xué)構(gòu)想。

在量子引力效應(yīng)的作用下，宇宙在大塌縮過(guò)程中無(wú)法形成物質(zhì)密度無(wú)限大的無(wú)窮小點(diǎn)，相反，在塌縮為無(wú)窮小點(diǎn)之前，宇宙發(fā)生了反彈或蹦跳，此時(shí)此刻的物質(zhì)密度被物理學(xué)家稱為“普朗克密度”，普朗克密度的尺寸被稱為“普朗克尺寸”，它是物理學(xué)意義上最小可能性的物體尺寸。過(guò)去的量子宇宙理論認(rèn)為，形成普朗克尺寸的宇宙不會(huì)發(fā)生彈回或蹦跳的情形，宇宙的起點(diǎn)和終點(diǎn)表現(xiàn)為零尺寸的“宇宙奇點(diǎn)”，相對(duì)于無(wú)尺寸的奇點(diǎn)，普朗克尺寸相對(duì)很大。法國(guó)和荷蘭的兩位科學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)物質(zhì)和能量的密度達(dá)到“普朗克密度”時(shí)，反彈或回彈的物理過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生，當(dāng)宇宙體積大于“普朗克體積”大約75個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，量子引力效應(yīng)發(fā)揮了作用，好似被喚醒的量子引力阻礙了宇宙“最后一步”的塌縮。

假如真實(shí)的物理過(guò)程證實(shí)了兩位科學(xué)家的觀點(diǎn)，那么同樣的過(guò)程也適用于分析黑洞的形成過(guò)程。超大質(zhì)量的死亡恒星最終形成了黑洞，大質(zhì)量恒星在塌縮過(guò)程中可能不會(huì)收縮為一個(gè)黑洞奇點(diǎn)，恒星的塌縮也許最終在“普朗克尺寸”時(shí)停止下來(lái)，量子的壓力效應(yīng)阻礙了黑洞在超大引力作用下產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有尺寸的奇點(diǎn)，被喚醒的量子壓力類似于原子內(nèi)部的阻力，“電子簡(jiǎn)并力”阻止了電子被壓碎在原子核上。濃縮的普朗克尺寸的恒星被稱為“普朗克恒星”，它存在于微觀尺度的世界，小到不可思議的尺度，大約為一毫米的1.000.000.000分之一。

“普朗克恒星”的存在時(shí)間非常短暫，但它們存在短暫性與人們理解的日常性的時(shí)間概念十分不同，時(shí)間在超高密度的物理環(huán)境中變長(zhǎng)了，好似相對(duì)論物理學(xué)描述的時(shí)間概念，黑洞外部的觀察者發(fā)現(xiàn)，時(shí)間在超高密度的環(huán)境中變長(zhǎng)了，“普朗克恒星”的時(shí)間節(jié)奏似乎變慢了。一顆普朗克恒星的持續(xù)時(shí)間剛好相當(dāng)于它的父母黑洞的生命周期。黑洞信息被儲(chǔ)藏在“普朗克恒星”中，隨著黑洞的完全蒸發(fā)，黑洞信息重回宇宙空間，黑洞的信息悖論難題得以化解。黑洞在蒸發(fā)收縮過(guò)程中變得越來(lái)越小，最終小到普朗克恒星的尺寸，當(dāng)黑洞在收縮過(guò)程中達(dá)到核心普朗克恒星的尺度時(shí)，黑洞將會(huì)失去引力作用范圍的“事件視界”，所有閉鎖在黑洞視界內(nèi)的信息或所有被黑洞捕獲的信息此時(shí)將會(huì)逃出黑洞的“牢籠”，好似監(jiān)獄的大門(mén)被打開(kāi)，所有的囚徒獲得了自由或所有的囚徒重返社會(huì)。

沒(méi)有消失的黑洞信息在一個(gè)新的時(shí)點(diǎn)重返了宇宙時(shí)空，法國(guó)土倫大學(xué)的卡洛·羅威力和荷蘭拉德伯德大學(xué)的弗朗西斯卡·維多圖認(rèn)為，他們構(gòu)建的理論容易得到物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，普朗克恒星的尺寸非常微小，釋放了非常短波長(zhǎng)的輻射，換句話說(shuō)，普朗克恒星將會(huì)發(fā)出伽瑪輻射，宇宙事實(shí)上充斥了霧靄背景的伽瑪射線，伽瑪射線“朦朦朧朧”的分布間接地證明了普朗克恒星的存在。天體物理學(xué)家使用了在地球軌道的望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)到了“伽瑪薄霧”現(xiàn)象，在相當(dāng)細(xì)節(jié)的程度上了解了伽瑪輻射的分布特性，伽瑪射線的“霧靄背景”可能是普朗克恒星釋放的伽瑪射線信號(hào)源。兩位法國(guó)和荷蘭的科學(xué)家由此猜測(cè)，普朗克恒星是太空伽瑪射線的主要信號(hào)源，太空“伽瑪薄霧”的信號(hào)源猜測(cè)有待天體物理學(xué)家的觀測(cè)和檢驗(yàn)，時(shí)間的流逝將會(huì)對(duì)理論的正確與否給出答案。

（編譯：2021-2-20）