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美国《大众机械》月刊网站3月18日发表文章《黑洞可能不是黑的,甚至不是洞》,全文摘编如下:

如果黑洞——宇宙中吞噬一切的庞然大物——根本不是黑的,或者甚至也不是洞呢?一个新的理论认为,黑洞可能是内核密度极高的奇异物质的暗星。这可能有助于解释宇宙的最大谜团之一:暗物质的起源和性质。

黑洞是爱因斯坦广义相对论在极端情况下的实例。当宇宙中密度极大的物质将空间和时间扭曲到了一个极端的程度,形成无限深的引力井时,连光都无法逃脱——因此得名“黑洞”。

科学家们认为,在每个黑洞中心,都有一个体积无限小,密度无限大的奇点。引力在奇点是如此强大,以至于形成事件视界。在这里,引力甚至超过光速。

在体积无限小的奇点,物理定律失效。这就是当两个看似对立的物理学领域——量子力学和广义相对论——面对面之时。通过研究黑洞的性质,研究人员们希望将这两个领域结合成一个量子引力理论。

问题是什么?奇点似乎在物理上是不可能的,因为物质无法坍缩成一个体积无限小的点。

物理学家们已经通过创造自己的无奇点黑洞——他们称之为“暗星”——巧妙地避开了这个问题。这些富有想象力的创造在外部看起来像黑洞,但在里面包含了一个密度极大(但并非无限大)的物质内核。这个内核被压缩到了尽可能小的体积,即“普朗克核”。它借用了被称为“普朗克长度”的小得难以置信的基本长度单位。

在中心没有奇点的情况下,理论上来说,一颗暗星可以令光得以逃脱其强大的引力作用。

任何能够逃离黑洞的光都将被拉伸,这种可观察到的现象被科学家们称为红移。

德国弗劳恩霍夫计算程序与科学计算研究所的物理学家伊戈尔·尼基廷在他的新论文中写道:“在强大的引力场,(暗星的)表现很有趣。”这篇文章发表在阿奇夫论文预印本网站上。

“首先,事件视界没有了,取而代之的是形成了一个很深的引力井。在这里,红移值变得非常之大。因此,对外部观察者而言,这颗行星看起来很黑,就像一个真的黑洞。”

尼基廷说,如果这种现象存在,那就有助于解释暗物质的真正性质。

天文学家们在观测到恒星围绕星系旋转的速度太快之时,首次发现暗物质的存在。我们现在知道,宇宙中大约85%的质量是人类看不到的暗物质。

然而,尽管知道暗物质就在那里,科学家们仍然不知道暗物质来自哪里。

据尼基廷的研究称,如果黑洞包含“普朗克核”,那么它们可能是暗物质的潜在来源。他的研究表明,暗星可能以暗物质的形式不断发射粒子流——这足以解释恒星围绕星系的快速旋转。

尼基廷说:“一种更令人着迷的可能性是,暗物质是由已知粒子构成的,处于异常状态。”

他说,这些粒子可能因红移而波长很长,以至于现代射电望远镜几乎无法看到它们。“其波长极长,约为四光天,是太阳到冥王星距离的16倍。”

这些粒子的能量非常之小,但它们的数量多得足以解释恒星围绕其星系的异常运动。

尼基廷还说,他的理论可能解释另一个未解的宇宙之谜:快速射电暴的起源。

天文学家在2007年首次发现这些强大而短暂的快速射电暴,但它们的起源和性质仍不为科学家所知。尼基廷说,如果像小行星这样的天体坍缩成“普朗克核”,那么高能量光波可能会被释放。这颗暗星的强大引力将令光发生红移,形成在地球上可探测到的快速射电暴。

尽管暗星有助于解决宇宙最大谜团中的两个谜团,但要取代广泛接受的黑洞理论,仍有大量的观测证据需要尼基廷去解释。然而,他的理论的确表明,创造性思维可能为看上去不可能的问题提供新的解决方案。

美媒:黑洞不是黑的,也不是洞?

经过近两年的深入研究,科学家对人类首次“看见”的那个黑洞,成功绘制出偏振图像。北京时间3月24日22时,包括中国在内的多国科学家合作的相关研究论文,发表在国际权威期刊《天体物理学杂志通讯》。新华社发(中国科学院上海天文台供图)

原文链接:http://www.toutiao.com/a6945732302911898119

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